[发明专利]一种花状多孔In2

说明书

本发明公开了一种花状多孔In₂S₃/In₂O₃复合催化剂的制备方法及应用，以花状In₂S₃作为前驱体，采用原位氧化的方法在In₂S₃表面上直接生长In₂O₃制备多孔In₂S₃/In₂O₃复合催化剂，所述花状In₂S₃前驱体是以InCl₃为铟源，TAA为硫源及乙二醇和水的混合溶液为反应介质，通过溶剂热法制备的花状In₂S₃前驱体。本发明提供一种通过原位氧化法构建In₂S₃/In₂O₃复合催化剂的解决思路。通过In₂S₃和In₂O₃两者之间异质结的构建，有效抑制了光生载流子的复合，提高了其分离效率；同时，In₂O₃引入也产生了多孔结构，增加了暴露的催化反应活性位点，显著地提高了复合体系的催化活性。

技术领域

本发明属于光催化领域，尤其涉及一种花状多孔In₂S₃/In₂O₃复合催化剂的制备方法。

背景技术

煤、石油、天然气等传统化石能源是目前全球使用的主要能源，但随着人类生活水平的普遍提高及世界经济的持续发展，能源危机已成为人们面临的主要问题。同时，由于传统化石能源的大量消耗所引起的空气污染、水体污染、全球变暖等环境问题，也严重地威胁着人类的健康。寻找新的洁净能源将对人类的可持续发展具有重要的意义。氢的燃烧热值高，且氢燃烧后生成物只有水,不会对环境造成任何污染。因此，氢能是一种最具发展潜力的理想清洁能源。自1972年日本科学家Fujishima和Honda发现TiO₂电极在紫外光照射下能够分解水产生氢气现象以来，半导体光催化制氢技术已成为世界各国研究的热点，吸起了越来越多科研工作者的广泛关注。

金属硫化物半导体In₂S₃是一种重要的半导体光催化剂，它具有较窄的带隙、较好的可见光响应性能和合适的导带电位等优点，被认为是一个很有潜力的光催化产氢催化剂。但对于单一In₂S₃半导体光催化剂来说，光生电子和光生空穴的复合比较严重，导致其光催化效率较低。而异质结的构建是提高光生载流子分离效率一种十分有效的策略。此外，多孔结构的引入使催化剂具有更大的比表面积和暴露出更多的活性位点，有利于反应物和产物的扩散，从而使催化体系表现出更优异的光催化性能。

虽然已有专利报道了In₂O₃/In₂S₃复合催化剂（CN 109999836 A和 CN 105664973A），此复合催化剂的制备方法是通过硫化的方法，在In₂O₃表面上包裹In₂S₃。但此结构的缺点是In₂S₃上的光生电子转移至上In₂O₃，而In₂O₃被包裹在内部，不利于催化反应的进行。不同于之前的制备方法，本专利中我们构建了In₂S₃/In₂O₃复合结构，包裹在外部的In₂O₃可以顺利接受In₂S₃上的光生电子并在表面上发生催化反应，提高了催化效率。

发明内容