[发明专利]一种类六棱锥形CdS的制备方法及其在光催化产氢领域的应用

说明书

本发明公开了一种类六棱锥形CdS的制备方法及其在光催化产氢领域的应用，属于无机材料领域。首先，将镉源溶液和硫化钠溶液混合得到沉淀物；将沉淀物与尿素、LiOH·H₂O熔盐体系反应，制得类六棱锥形CdS。本发明不采用任何有机表面活性剂或表面修饰剂，无需后期处理，无环境污染、易于工业化生产。本发明中采用沉淀‑熔盐法制备出的类六棱锥形CdS因其独特的三维结构，在光催化产氢方面有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于无机材料领域，涉及一种类六棱锥形CdS的制备方法及其在光催化产氢领域的应用。

背景技术

CdS作为一种常见的直接带隙半导体，其禁带宽度为2.4eV，对太阳光具有高的响应范围，并且其导带电位低于产氢还原电位，因此CdS已被作为一种优异的光催化产氢催化剂进行了研究。CdS的微观形貌会对其光催化活性产生较大的影响。通过调控CdS的微观形貌可以获得具有较高催化活性的光催化剂。

目前报道的CdS的微观结构主要有颗粒状、球状、纳米棒状、纳米线等形貌，而具有类六棱锥形结构的CdS还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种类六棱锥形CdS的制备方法及其在光催化产氢领域的应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种类六棱锥形CdS的制备方法，以尿素和LiOH·H₂O为熔盐，镉源溶液和硫化钠溶液为反应物，采用沉淀-低温熔盐法制备类六棱锥形CdS。

优选地，镉源溶液和硫化钠溶液的摩尔比为1:(1-3)。

优选地，尿素和LiOH·H₂O的质量比为1:(1-5)。

优选地，镉源为乙酸镉、硝酸镉或氯化镉。

上述的类六棱锥形CdS的制备方法，具体包括以下步骤：

1)将硫化钠溶液和镉源溶液混合搅拌，过滤得沉淀物；

2)将尿素、LiOH·H₂O和步骤1)中的沉淀物进行混合，将混合物加入至反应釜中进行反应；

3)反应结束后，将反应液洗涤至中性，分离得固体粉末，将固体粉末进行干燥处理，得到类六棱锥形CdS。

优选地，步骤1)中，混合搅拌的温度为30℃，时间为3h。

优选地，步骤2)中，反应温度为150-300℃，反应时间为8h-72h。

本发明还公开了采用上述的方法所制备的类六棱锥形CdS，类六棱锥形CdS的4h光催化产氢性能为20.1mmol·g^-1。

本发明还公开了上述的类六棱锥形CdS作为光催化产氢催化剂的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开的类六棱锥形CdS的制备方法，首先镉源溶液和硫化钠溶液生成了硫化镉，硫化镉在尿素和LiOH·H₂O熔盐体系中，采用尿素和LiOH·H₂O为熔盐，通过调控两者之间的比例可以得到不同熔点的熔盐，同时CdS在碱性条件下容易生长，易于得到具有较好结晶性的CdS。本发明不采用任何有机表面活性剂或表面修饰剂，无需后期处理，无环境污染、易于工业化生产。

本发明中采用沉淀-熔盐法制备出的类六棱锥形CdS因其独特的三维结构，在光催化产氢方面有着广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例3所制备类六棱锥形CdS的XRD图；

图2是本发明实施例3所制备类六棱锥形CdS的SEM图；