[发明专利]一种柔性易回收的毡状Zn1-xCdxS@PAN光催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性易回收的毡状Zn_1‑xCd_xS@PAN光催化剂及其制备方法。其包括硫化PAN载体和分散在载体中的Zn_1‑xCd_xS活性组分，其中x取值为0～1，所述硫化PAN载体为毛毡状，由硫化PAN纤维交织而成，Zn_1‑xCd_xS纳米晶粒均匀分布在硫化PAN纤维的表面。制备步骤：a)利用静电纺丝方法制备PAN纳米纤维毡；b)利用水热方法在柔性PAN纤维毡表面固载Zn_1‑xCd_xS纳米片：将步骤a)所得的PAN纳米纤维毡分散在含Zn、Cd、S的前驱体溶液中，待PAN纳米纤维毡表面充分浸湿后，将其连同Zn、Cd、S的前驱体溶液倒入水热反应釜进行水热反应；c)将步骤b)所得表面固载有Zn_1‑xCd_xS纳米片的PAN纳米纤维毡经清洗处理而得。该催化剂中具有Zn_1‑xCd_xS在载体上附着力强，分布均匀且光催化性能优异，柔性易回收的优点。

技术领域

本发明属光催化剂领域，具体涉及一种柔性易回收的毡状Zn_1-xCd_xS@PAN光催化剂及其制备方法。

背景技术

太阳能被认为是最丰富和清洁的能源，但是，由于其低的能量密度和时间限制性，直接利用太阳能仍然是一大挑战。利用光催化分解水技术将太阳能转化成可利用的氢能是利用太阳能解决能源危机的有效途径。到目前为止，大量的高效的可见光响应的光催化剂被报道，例如Zn_1-xCd_xS，CdS，BiVO₄，Sr₂Ta₂O_7-xN_x，g-C₃N₄等等。其中，Zn_1-xCd_xS由于其高的光催化活性，以及极易调控的禁带宽度，成为极具潜力实际应用的光催化材料。目前所报道的Zn_1-xCd_xS光催化材料具有一个共同的问题，那就是颗粒尺寸均属于纳米级别。我们知道，纳米光催化剂具有更高的比表面积和表面活性位点，因而才会有更高的光催化效率，但是光催化反应完成后，分散在溶液中的纳米光催化剂会存在一个难回收的问题，这将大大影响其的实际应用。

目前，柔性可折叠的能量转换体系受到了广泛的关注，他们具有很多的优点，例如柔软性，形状多变性，质轻等，柔性锂离子电池和柔性超级电容器已经得到报道。设计一个柔性光催化剂将有利于解决光催化剂难回收的问题。到目前为止，碳纤维毡，纤维素毡，甚至尼龙毡，都被作为基体材料负载光催化剂来构建柔性光催化剂。但是，这些方法得到的光催化剂存在着附着力不强，光催化剂在基体表面分布不均匀等问题。因此，选择一种合适的基体材料均匀负载高性能光催化剂，得到柔性易回收高效光催化材料具有很大的实际应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种Zn_1-xCd_xS在载体上附着力强，分布均匀且光催化性能优异的柔性易回收的毡状Zn_1-xCd_xS@PAN光催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，

提供一种柔性易回收的毡状Zn_1-xCd_xS@PAN光催化剂，其包括硫化PAN载体和分散在载体中的Zn_1-xCd_xS活性组分，其中x取值为0~1，所述的硫化PAN载体为毛毡状，由硫化PAN纤维交织而成，Zn_1-xCd_xS纳米晶粒均匀分布在硫化PAN纤维的表面。