[发明专利]一种N掺杂CdPS3

说明书

本发明公开了一种N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂的制备方法，包括以下步骤：通过氮元素取代CdPS₃晶胞中的宿主磷原子，得N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂，该N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂的光吸收带边从紫外区拓展至可见光区，该方法制备得到的N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂具有优异的稳定性及产氢性能，且制备方法简单，重复性高。

技术领域

本发明涉及一种二维光催化材料，具体涉及一种N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂的制备方法。

背景技术

当前，我国环境污染和能源短缺形势严峻，而解决能源危机和环境污染问题的关键在于大力推动清洁能源的发展。氢气作为高燃烧热值的清洁能源，实现其高效的利用不仅可以带动经济发展而且契合生态文明建设的时代主题。目前氢能的主要来源为煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢、电解水制氢等。虽然这些工艺得到了广泛的应用，但这些工艺反应消耗的能量都大于氢气产生的能量，而且污染巨大。

太阳能光催化分解水产氢技术的飞速发展为氢能的安全、绿色、经济生产提供了契机。近年来，具有二维结构的光催化材料又重新进入了研究者们的视野，因为这类材料相对于传统的纳米颗粒结构具有更多的优势。其中包括较强的光子吸收能力，更高效的电子/空穴迁移到材料表面的效率(因此降低了复合的可能性)以及大量表面缺陷，有利于提高光生电子激发效率从而提高分解水产氢性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种N掺杂 CdPS₃二维纳米片光催化剂的制备方法，该方法制备得到的N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂具有优异的稳定性及产氢性能，且制备方法简单，重复性高。

为达到上述目的，本发明所述的N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂的制备方法包括以下步骤：

通过氮元素取代CdPS₃晶胞中的宿主磷原子，得N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂，该N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂的光吸收带边从紫外区拓展至可见光区。

具体包括以下步骤：

1)获取CdPS₃块状光催化剂；

2)将CdPS₃块状光催化剂置于去离子水中进行超声剥离，得CdPS₃二维纳米片光催化剂；

3)将CdPS₃二维纳米片光催化剂与NH₄H₂PO₄进行混合，然后在N₂气氛中进行加热，得N掺杂CdPS₃块状光催化剂；

4)将步骤3)得到的N掺杂CdPS₃块状光催化剂置于去离子水中进行超声剥离，得N掺杂CdPS₃二维纳米片光催化剂。

步骤1)中获取CdPS₃块状光催化剂的具体过程为：

称取镉粉、红磷、硫粉及碘单质，混合后放置于真空条件下加热至 500℃-1300℃并保持3天-15天，其中，镉粉、红磷、硫粉及碘单质的质量比为(0.1-5)：0.1-3)：(0.2-6)：(0.01-5)。

步骤2)中超声剥离的时间为1h-15h。

步骤3)中CdPS₃二维纳米片光催化剂与NH₄H₂PO₄的质量比为 (0.1-10)：(1.0-30.0)；