[发明专利]一种半导体光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种半导体光催化剂及其制备方法和应用，属于光电催化剂技术领域。该半导体光催化剂由ReS₂与泡沫Cu₂O/Cu复合而成，该催化剂能够在光照下提升光生载流子的分离速度，从而提升光催化还原CO₂的效率，对解决CO₂过多排放所造成的环境问题和能源危机具有良好实际应用前景，且该催化剂合成方法简单，易操作，对设备要求不高，低成本，低能耗，适合扩大化生产。

技术领域

本发明属于光电催化剂技术领域，具体涉及一种半导体光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的进步和工业的发展，以煤、石油、天然气为主的化石燃料不断消耗，大量的工业废气、废水和汽车尾气的排放使空气质量急剧下降，造成了全球温室效应的加重。因此为了促进社会的可持续发展，我们急需寻找新的途径来降低大气中的CO₂浓度，同时解决我们面临的能源危机。

CO₂是非常稳定的线型分子，具有很高的活化能，稳定的化学性质，因此如何在温和的条件下将CO₂高效转化为具有高附加值的化学品是催化领域一直以来的研究热点和难点。光催化技术反应条件温和，且绿色环保。光催化还原CO₂，即通过人工光合作用在半导体光催化剂表面上用水还原二氧化碳，是将CO₂转化为有用碳氢化合物的最佳替代方法之一，利用光催化技术将CO₂还原成为有用的燃料是解决能源问题和环境问题的一种可行且可持续的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种半导体光催化剂的制备方法；目的之二在于提供一种半导体光催化剂；目的之三在于提供该半导体光催化剂在光催化还原CO₂中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种半导体光催化剂的制备方法，所述方法如下：

(1)将泡沫铜去除油污和杂质，于空气中氧化反应后，制得泡沫Cu₂O/Cu；

(2)将高铼酸铵加入水中搅拌后再加入硫脲，继续搅拌至所述高铼酸铵和硫脲溶解后获得反应液，将所述反应液于220-240℃下水热反应18-24h，取沉淀洗涤烘干后，制得ReS₂微粒；所述高铼酸铵与硫脲的质量比为500-550:650-700；

(3)将步骤(2)中制备的ReS₂微粒溶于水后均匀滴加到步骤(1)中制备的泡沫Cu₂O/Cu上，烘干即可；所述泡沫Cu₂O/Cu上ReS₂微粒的量为2-3mg/cm²。

优选的，步骤(1)中，所述泡沫铜中孔径为80-130ppi。

优选的，步骤(1)中，所述去除油污和杂质的方法如下：将泡沫铜依次放入丙酮、酒精和去离子水中分别超声清洗20-30min，烘干即可。

优选的，步骤(1)中，所述于空气中氧化反应后，制得泡沫Cu₂O/Cu的方法如下：将泡沫铜放入管式炉中，控制空气流量为100-300sccm，通过30-60min升温至400-600℃后保温40-80min，降温后即可。

优选的，步骤(2)中，所述洗涤为抽滤洗涤。

优选的，步骤(2)和步骤(3)中，所述烘干均为：于50-70℃下烘干至恒重。

2、由所述的方法制备的一种半导体光催化剂。

3、所述的半导体光催化剂在光催化还原CO₂中的应用。