[发明专利]一种硫化镉和铂修饰的硫铟铜纳米盘光催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种硫化镉和铂修饰的硫铟铜纳米盘光催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，混合氯化亚铜、四水合三氯化铟、硫脲和油胺，采用一步溶剂热法制备CuInS₂纳米颗粒再离心洗涤后溶解于氯仿，得到CuInS₂溶液；步骤2，取CuInS₂溶液除去溶剂加入油胺和1‑十八烯在第一设定温度下反应，得到反应溶液，反应时将溶解在油胺的Cd前驱体溶液加入反应溶液，得到第一混合溶液并保温再冷却至室温后离心干燥，得到CIS/CdS纳米颗粒；步骤3，混合油胺、油酸、1,2‑十六烷二醇和二苯醚，得到第二混合溶液，加入乙酰丙酮铂、CdS/CuInS₂纳米颗粒和1,2‑二氯苯的第三混合溶液，升温至第二设定温度并保温后冷却至室温，离心洗涤后得到Pt‑CIS/CdS纳米颗粒，即硫化镉和铂修饰的硫铟铜纳米盘光催化剂。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的制备方法，具体涉及一种硫化镉和铂修饰的硫铟铜纳米盘光催化剂的制备方法。

背景技术

氢能因其具有独特的高能量密度和环保特性的优势，被认为是一种理想的储能载体。利用半导体光催化剂，通过可再生太阳能驱动的光催化分解水制氢技术，可以实现太阳能与燃料的连续直接转化，是一种解决环境问题和全球能源危机的有效途径。因此可见光驱动光催化剂的设计至关重要，因为它在实际制氢应用中起着决定性的作用。在各种光催化剂中，金属硫化物，如CuInS₂、ZnIn₂S₄和AgInS₂，是最受欢迎的太阳能制氢光催化剂之一，因为它们具有无毒、高度稳定，并对可见光区存在良好的响应的优势。其中，CuInS₂是一种典型的p型半导体，其高吸收系数(10⁵cm^-1)和较窄的带隙宽度(1.5eV)，与太阳光谱十分吻合，是作为光催化材料的较佳选择，因此其在水分解制氢、光催化CO₂还原和光催化有机污染物降解方面具有巨大的潜力。但是由于CuInS₂表面的电子空穴对之间快速的复合，使得纯CuInS₂析氢光催化活性较差。

为了解决上述问题，研究者通常采用各种策略进行改进，减缓CuInS₂表面电子空穴对的复合速率，如掺杂其他元素、调控形态结构和构建异质结等。异质结可以使得电子或空穴从一个半导体转移至另一个半导体(或金属)来增强载流子分离效果，但前提是存在匹配的能级。

鉴于氢可以用于各种工业过程(如合成氨)，可持续生产氢的方法代表着巨大的经济和环境效益。光催化重整是一种利用可再生资源将低质量或低纯度的生物质衍生化合物或废弃物转化为氢的替代方法。由于纯半导体材料存在一定缺陷，所以采用负载助催化剂的方式进行改性，因此助催化剂在光催化制氢过程中起着不可或缺的作用。光催化制氢是通过水分解将太阳能转化为可储存的化学能。因此，通过研究开发负载助催化剂和贵金属的三元异质结结构的材料具有非常重要的现实意义。

现有相关技术中，采用化学溶液法，通过元素掺杂的方式(Ho-CuInS₂)来改变硫铟铜(CIS)的禁带宽度，由于元素掺杂的随机性大，不易调控，使得CIS固有的电子空穴对复合速率快的情况没有得到明显的改善，故其固有缺陷没有得到实质性的弥补，因此使得其产氢速率没有明显的提升。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种硫化镉和铂修饰的硫铟铜纳米盘光催化剂的制备方法。

本发明提供了一种硫化镉和铂修饰的硫铟铜纳米盘光催化剂的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，在三颈瓶中加入氯化亚铜、四水合三氯化铟、硫脲和油胺，而后采用一步溶剂热法制备得到CuInS₂纳米颗粒，接着将CuInS₂纳米颗粒经过离心洗涤之后重新溶解在氯仿中，得到CuInS₂溶液；