[发明专利]火柴形MoSe2

说明书

本发明公开了一种火柴形MoSe₂‑MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂及制备方法和用途。MoSe₂‑MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂整体呈火柴形，其中火柴棒部分为CdS纳米棒，火柴头部分为MoSe₂‑MoS₂纳米花，MoSe₂‑MoS₂纳米花的粒径为100‑400nm，CdS纳米棒长度1‑4μm。其制备方法包括以下步骤：在乙二胺溶液中，依次加入硫代乙酰胺和二水乙酸镉，经过水热反应得到CdS纳米棒；再依次将硒粉，钼酸钠分散到二乙烯三胺中，经过二次水热反应得到火柴形MoSe₂‑MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂。本发明通过将MoSe₂‑MoS₂负载在CdS纳米棒尖端，能有效的分离光生电子和空穴，提高光催化活性。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域。更具体涉及一种火柴形MoSe₂-MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂及制备方法和用途。

背景技术

由于全球能源危机日益加剧，使用光催化剂通过分解水产生清洁和可再生的氢气受到了广泛关注。其中硫化镉(CdS)半导体因其具有禁带宽度较窄、出色的光吸收能力和合适的价带和导带位置等优点而被作为光催化剂中研究最广泛的一种。然而，CdS存在光生电子和空穴极易复合、缺少合适的活性位点和光腐蚀等问题导致CdS的光催化效率低。

发明内容

基于上述现有技术中CdS的光催化效率低的不足之处，本发明目的之一是提供一种火柴形MoSe₂-MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂。这种构型在光催化过程中，火柴形的棒体和头部分别作为氧化和还原反应中心，通过这种反应中心空间分离的特征，高效地抑制电子和空穴的复合，提高光催化活性。其中火柴形的棒由CdS纳米棒组成，作为吸光板半导体，产生光生电子和空穴，而火柴头的MoSe₂-MoS₂纳米花作为电子转移助催化剂，接受吸光半导体产生的光生电子，实现载流子的分离和定向转移，从而有效的抑制了电子和空穴对的复合，另一方面作为质子还原的活性位点，高效催化氢气析出反应。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种火柴形MoSe₂-MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂，整体呈火柴形，其中火柴棒部分为CdS纳米棒，火柴头部分为MoSe₂-MoS₂复合组分组成的MoSe₂-MoS₂纳米花，所述CdS纳米棒为长度1-4μm、直径40-70nm的圆柱体，所述MoSe₂-MoS₂纳米花为直径100-400nm、表面粗糙的球体。

作为火柴形MoSe₂-MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂进一步的改进：

优选的，所述MoSe₂-MoS₂纳米花在该光催化剂中的质量分数为5％-20％。

本发明的目的之二是提供一种上述火柴形MoSe₂-MoS₂修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、称取二水乙酸镉和硫代乙酰胺，依次加入到乙二胺中，其中二水乙酸镉、硫代乙酰胺和乙二胺的质量比为(1000-1800)：(500-1200)：(35-55)，搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液在120-200℃水热温度下反应14-20h，反应结束冷却后分离得到沉积物，烘干即制得CdS纳米棒；