[发明专利]一种NiCoP-g-C3

说明书

本发明涉及复合光催化技术领域，具体涉及一种NiCoP‑g‑C₃N₄/CdS复合光催化剂、制备方法及其应用。首先是通过溶剂热的方法制备出纯的CdS，g‑C₃N₄是直接煅烧尿素制成的，g‑C₃N₄和CdS具有合适的价带和导带结构，通过化学吸附和自组装的方法制备出g‑C₃N₄/CdS异质结，然后在超纯水中按1:1:5的质量比加入镍源、钴源和磷源，充分搅拌溶解后，加入配比好的g‑C₃N₄/CdS的复合材料，超声均匀后把水分完全蒸干，最后通过煅烧使颗粒状的NiCoP成功负载在g‑C₃N₄/CdS异质结的表面，该复合材料的颜色与NiCoP的掺杂的量有关，随着NiCoP掺杂量的增多，复合材料的颜色从草绿色逐渐变深，将制备的复合光催化剂应用于析氢实验，发现具有优异的析氢性能，析氢速率是纯CdS的23倍多，且重复利用率高，在光催化领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合光催化技术领域，具体涉及一种NiCoP-g-C₃N₄/CdS复合光催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

随着人类社会的快速发展和经济的迅速提高，人类对化石燃料能源的大量使用，是引起全球气候变暖等环境问题的主要原因。基于太阳能的光催化分解水从而产生氢能源是一种理想的制氢方法。目前，氢能源作为一种环境友好的新能源，是解决能源危机和环境污染等问题的关键。

CdS具有合适的带隙(2.4eV)，导带(CB)比氢质子的还原电位更负，并且是一种在可见光下可以响应的光催化材料，具有制备成本低和合成方法简单等优势。然而，单纯的CdS是不稳定的，在可见光的照射下，会发生电子空穴对的迅速复合和光腐蚀现象。为了克服这些困难，将CdS与g-C₃N₄进行耦合形成异质结，是抑制光生电子与空穴复合和光腐蚀现象的有效途径。

由于体系中的活性位点数量较少，复合催化剂的光催化性能并不高。考虑在g-C₃N₄/CdS 体系中引入一种助催化剂NiCoP。NiCoP具有良好的导电性，可以作为助催化剂促进电荷的传输和提高光生电荷的分离，还可以为氢气的产生提供丰富有效的活性位点和降低H⁺还原的过电位，显著提高了复合光催化剂的产氢性能。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决g-C₃N₄/CdS体系中活性位点数量较少，复合催化剂的光催化性能不高的问题，提供了一种NiCoP-g-C3N4/CdS复合光催化剂、制备方法及其应用。

为了实现上述目的，本发明公开了一种NiCoP-g-C₃N₄/CdS复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将NiCl₂·6H₂O、CO(NO₃)₂·6H₂O和NaH₂PO₂溶解在水中，搅拌至完全溶解；

S2：向步骤S1得到的溶液中加入g-C₃N₄/CdS，超声处理1～2h，得到混合产物；

S3：将步骤S2得到的混合产物在50～80℃下干燥完全后研磨；

S4：将步骤S3研磨后的产物进行煅烧，在N₂保护下、200～400℃煅烧1～2h后自然冷却至室温；