[发明专利]一种类球状MoP-HCCN复合光催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种类球状MoP‑HCCN复合光催化剂及其制备方法与应用，该复合光催化剂是由高度结晶的HCCN与MoP复合得到。该复合光催化剂提高了普通g‑C₃N₄的结晶度，能够抑制光合电子‑空穴对的复合，增加载流子迁移率，并且类球状结构使表面活性位点增多，比表面积减小，引入MoP后MoP纳米粒子能够更加有效分布在高结晶氮化碳上从而进一步提升了电子传递速度，其光吸收能力显著增强，整体的光催化活性显著提高，产氢能力明显增强，具有优异催化性能。本发明制备工艺简单、生产成本低、容易操作、原料来源充足，并结合高级氧化工艺的优点，具有高的光催化活性，形貌特殊，在实际应用方面有很大的潜力。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，涉及一种光催化和高级氧化技术结合，尤其涉及一种类球状MoP-HCCN复合光催化剂的制备及其光催化产氢的应用。

背景技术

光催化技术近年来作为一种节能绿色的技术而被引起广泛关注，光催化技术的核心是半导体光催化剂。半导体光催化剂可在紫外/可见/太阳光照射下产生电子和空穴，形成了电子空穴对，产生的电子和空穴在内部电场作用下分离并迁移到催化剂表面，水在这种电子空穴对的作用下发生电离分解成氢气和氧气。

氮化碳(g-C₃N₄)是一种热门的二维纳米材料，因其价格低廉、无毒、优异的化学和热稳定性以及合适的带隙(～2.7eV)而备受关注。然而普通g-C₃N₄可见光吸收差，比表面积低，光诱导载流子复合快，量子效率低，限制了其在光催化领域的应用。因此，如何实现光生电荷的高效分离和迁移以提高g-C₃N₄的光催化活性是当前研究的重点。

磷化钼(MoP)是一种公认的高效制氢电催化剂，具有良好的导电性、电子传输能力。到目前为止，已经有大量的研究尝试将MoP作为助催化剂应用于在可见光照射下在光催化系统中改性半导体以进行光催化产氢。因此，考虑将氮化碳与MoP复合，以提高复合材料的可见光响应和光激发电子空穴对的分离效率。

虽然目前已有MoP/g-C₃N₄复合材料可见光裂解水产氢的报道，但g-C₃N₄与MoP复合对于材料的光催化性能提升效果有限，且裂解水产氢速率较慢。因此，如何制备一种催化性能优异、稳定性高、改善普通氮化碳内部缺陷，构建特殊形貌提升性能的复合催化剂材料是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供过一种改善催化剂活性位点少，比表面积低，构建特殊形貌提升性能的类球状MoP-HCCN复合光催化剂，本发明的第二目的是提供一种该类球状MoP-HCCN复合光催化剂的制备方法，本发明的第三目的是提供一种该类球状MoP-HCCN复合光催化剂在光催化领域的应用，特别是在可见光条件下光催化裂解水产氢中的应用。

技术方案：本发明所述一种类球状MoP-HCCN复合光催化剂，所述类球状MoP-HCCN复合光催化剂是由高度结晶的HCCN与MoP复合得到。

进一步地，所述类球状MoP-HCCN复合光催化剂为包括Na₂MoO₄·2H₂O、NaH₂PO₂·H₂O、三聚氰胺、三聚氰酸、氯化钾、氯化锂为原料，采用煅烧法合成。

进一步地，所述Na₂MoO₄·2H₂O)、NaH₂PO₂·H₂O、三聚氰胺、三聚氰酸、氯化钾、氯化锂的质量比为0.05～0.1：0.08～0.1：0.47～0.5：0.5～0.55：3～3.3：2.7～3。

本发明所述一种类球状MoP-HCCN复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：