[发明专利]一种LixMoS2/CdS/g-C3N4复合光催化剂的制备及其分解水产氢应用

摘要

本发明涉及一种Li_xMoS₂/CdS/g‑C₃N₄复合光催化剂的制备及其分解水产氢应用。该催化剂的制备方法为：首先制备CdS/g‑C₃N₄异质结结构，再通过超声分散将过渡金属硫化物负载于异质结上，最后采用金属掺杂的方法完成过渡金属硫化物的改性，合成三元复合光催化剂。该催化剂可应用于光催化分解水产氢过程，显示出优异的产氢性能。本发明所制备的催化剂结构新颖、稳定性良好，可有效提高可见光响应范围，增加产氢活性位点，促进电子快速转移，抑制电子与空穴的复合，高效地将水转化成清洁能源氢气。

主权项

1.一种Li_xMoS₂/CdS/g‑C₃N₄复合光催化剂的制备方法，其特征在于：该制备方法首先制备CdS与g‑C₃N₄的异质结结构，再负载过渡金属硫化物，最后改变表面过渡金属硫化物的形态结构形成复合材料；其具体操作步骤如下：步骤1：g‑C₃N₄的制备：将尿素研磨后放入马弗炉中煅烧，在400‑700℃下焙烧3‑7h，然后在300‑600℃下焙烧0.5‑5h，制得g‑C₃N₄；步骤2：异质结CdS/g‑C₃N₄的制备：将乙酸镉与硫代乙酰胺按照摩尔比1:10‑1:5溶于乙醇中，再按照化学计量比加入g‑C₃N₄，将上述溶液在60‑100℃下搅拌3‑8h，再超声3‑8h，形成均匀的水溶液后离心，在60‑100℃下真空干燥得到CdS/g‑C₃N₄粉末；步骤3：MoS₂的制备：将九水合钼酸钠与硫脲按照摩尔比1:7‑1:2溶于去离子水和乙醇混合溶液中，超声30‑60min后再搅拌2‑5h至溶液澄清透明；将已经混合均匀的去离子水和乙醇混合溶液放入水热釜中，在200‑500℃下反应15‑30h，经过3‑6次水洗醇洗后，取下层沉淀，在60‑100℃下真空干燥得到MoS₂粉末；步骤4：高分散MoS₂/CdS/g‑C₃N₄的制备：将MoS₂与所制备的CdS/g‑C₃N₄粉末按照质量比1:500‑1:1000溶于去离子水中，将上述溶液超声3‑8h，50‑100℃下搅拌8‑12h，形成均匀的水溶液后离心取下层沉淀，在60‑100℃下真空干燥得到MoS₂/CdS/g‑C₃N₄粉末；步骤5：Li_xMoS₂/CdS/g‑C₃N₄的制备：将Li₂CO₃与MoS₂/CdS/g‑C₃N₄分散在去离子水中超声1‑3h，再离心取下层沉淀物，在60‑100℃下真空干燥得到样品，将其研磨1‑3h后，Ar保护下在400‑700℃下焙烧2‑5h，得到所需的光催化剂。