[发明专利]一种可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫复合光催化剂，它以MoS₂量子点为助催化剂，是一种将MoS₂量子点负载在花球状CuInS₂上形成的复合光催化剂。本发明所述光催化剂，通过将MoS₂量子点负载在花球状CuInS₂基材上，可一定程度上抑制CuInS₂复合材料中光生电子和空穴的复合以及光腐蚀问题，有效提升所得复合材料的光吸收效率和光催化产氢效率，拓宽其应用范围，解决了现有硫化物基光催化原料通常以昂贵的贵金属作为助催化剂以提高催化剂的性能的问题；且涉及的制备方法简单、原料来源广、成本低，适合推广应用。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，不可再生资源煤、石油、天然气的消耗，已经造成了严重的环境和能源紧缺问题。因此，发展高效、环境友好的可再生能源已经成为了当前急需解决的难题。氢气是一种具有高燃烧值、高效率值得清洁能源，而且燃烧后只产生水，不会造成二次污染。因此，氢气是一种理想的能源。

太阳光，作为地球上覆盖面积最广的能量，由于其能量密度低限制了它的使用。近几年发展起来的光催化制氢技术因其清洁可再生被认为是未来最理想的制氢技术。而其中以对TiO₂的研究最多，但是TiO₂是一种紫外光响应的半导体材料，而紫外光只占太阳光的5％，这严重制约了光催化技术的发展。因此开发可见光响应的光催化材料已经成为了这个领域的热点。

三元硫化物作为一种新型的半导体材料，因其禁带宽度较窄，在可见光下具有较强的吸收，得到了大量关注。但是，硫化物有着严重的光腐蚀现象，从而限制了它的有效利用。为了克服这个缺陷，常见措施一般是在其表面负载贵金属Pt，但是Pt是一种稀缺的贵金属，这严重制约了它的大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫复合光催化剂，它以二硫化钼量子点为助催化剂，将其负载在CuInS₂上形成，该光催化剂在可见光下具有较高的产氢速率，具有优异的光催化产氢效率，而涉及的制备方法简单、重复性好，有利于工业化推广。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫(CuInS₂)复合光催化剂，它由MoS₂量子点负载在花球状CuInS₂基体而成，其中MoS₂量子点的尺寸为8～50nm，花球状CuInS₂基体的尺寸为2～6μm。

上述方案中，所述MoS₂量子点占CuInS₂基体质量的1～10％。

优选的，所述MoS₂量子点占CuInS₂基体质量的2～5％。

上述一种可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤:

1)制备MoS₂量子点：将钼酸钠和二苄基二硫溶于水中，搅拌得澄清溶液，然后加热进行水热反应，反应结束后将所得沉淀转移到乙醇水溶液中进行超声处理，然后进行离心分离，取上层液体再次进行离心分离，取上层棕色液体，干燥得二硫化钼量子点；

2)制备二硫化钼量子点/铜铟硫复合材料：将氯化铜、氯化铟和硫脲加入乙二醇中搅拌至澄清，然后加入二硫化钼量子点，进行超声处理，加热进行水热反应，将所得黑色沉淀进行洗涤、干燥，即得可见光产氢二硫化钼量子点/铜铟硫复合光催化剂。

上述方案中，所述钼酸钠和二苄基二硫的摩尔比为1:(4～8)。