[发明专利]一种复合光催化材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合光催化材料及其制备方法，所述复合光催化材料为贵金属单原子掺杂MoS₂/g‑C₃N₄复合光催化材料，通过高温热处理尿素制备高比表面多孔g‑C₃N₄；再利用水热法制备贵金属单原子掺杂MoS₂材料；最后利用浸渍法将贵金属单原子掺杂MoS₂材料与高比表面多孔g‑C₃N₄材料复合，制备复合光催化材料。总体上制备的复合光催化材料成本低﹑稳定性好，可见光吸收性能强和电子空穴分离效率高，在可见光催化产氢中表现出较高的催化活性和稳定性，且该制备方法步骤简单，安全性高，重复性好，解决了现有技术中光催化材料空穴分离效率低及产氢性能差，制备成本高的问题。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体而言，涉及一种复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

目前H₂的来源大都依赖于化石燃料重整制氢或化石燃料-电能-氢过程，源头上依然未能解决环境污染和能源危机问题。利用自然界取之不竭的太阳能和水资源，通过光催化制氢过程将太阳能转化为氢能是构建清洁可持续能源体系，从根源上解决能源危机和环境污染的理想途径，因此，光催化材料的设计与开发是实现太阳能高效转化制备氢气的关键要素。然而，现有技术中对于单一组分g-C₃N₄光催化材料，其光生电子-空穴复合较快，通常需要沉积Pt作为产氢共催化剂以提高电子空穴分离效率和光催化产氢活性。但是Pt价格昂贵且储量稀少，限制其在光催化过程中的规模化应用。MoS₂材料的导电性较低及配位不饱和析氢活性位点数量较少，MoS₂/g-C₃N₄界面载流子迁移阻抗较大等缺点制约MoS₂/g-C₃N₄光生电子-空穴分离效率及产氢性能的提升。

如现有技术中，报道了利用氰胺热聚合制备的g-C₃N₄作为光解水的可见光催化剂，在可见光照下，H₂产生速率为106μmol g^-1h^-1，但其存在量子产率较低的问题。又如专利号为CN108569721A提供了一种MoS₂/g-C₃N₄核壳纳米球及其制备方法，属于催化材料和纳米材料制备技术领域。先将以二水钼酸钠、脲和PVP为原料配制混合溶液，通过水热反应得到MoS2纳米球；然后超声分散MoS₂和g-C₃N₄通过静电吸附的方法得到MoS₂/g-C₃N₄核壳纳米球，但其在利用在制备氢气中依然存在效率低的问题。再如专利号为WO2018082175A1公开了一种复合光催化剂，其包括多个纳米马达复合结构，该纳米马达复合结构包括纳米马达及设置在所述纳米马达内的多个助催化剂，其有助于有机物的降解，但是不能解决电子空穴分离效率低的问题。

综合上，在制备复合材料领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。

发明内容

本发明提出了一种复合光催化材料及其制备方法以解决所述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：