[发明专利]一种超薄Ti3

说明书

本发明属于新材料的制备技术领域，具体公开了一种超薄Ti₃C₂纳米片/ZnIn₂S₄花球复合光催化剂的简易制备方法。本发明的制备方法如下：在容器中加入无水乙醇、去离子水和一定质量浓度的多层Ti₃C₂/插层剂水溶液，随后依次加入硫源、铟源和锌源粉末，于室温下搅拌超声均匀，所述插层剂与所述硫源相同，为硫代乙酰胺、L‑半胱氨酸或硫脲；将上述混合均匀的溶液转移至高压反应釜中，在160‑200℃下进行溶剂热反应5‑15h，待产物冷却至室温后，抽滤洗涤并真空干燥，即得到超薄Ti₃C₂纳米片/ZnIn₂S₄花球复合光催化剂。本方法操作简便，无需提前剥离多层Ti₃C₂，耗时较短且使用设备易得，所得产品性能得到显著改善，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及新材料的制备技术领域，具体涉及一种溶剂热法简易构筑超薄 Ti₃C₂纳米片/ZnIn₂S₄花球复合光催化剂的制备方法。

背景技术

随着工业化发展和人口增长，环境污染和能源短缺已成为全球性重大问题。光催化作为一种理想的能源转化技术，可以通过分解水有效地将太阳能转化为清洁的氢能(M.Naguib,M.Kurtoglu,V.Presser,J.Lu,J.Niu,M.Heon,L.Hultman,Y. Gogotsi,M.W.Barsoum,Adv.Mater.,2011,23,4248-4253)。从实用的角度来看，开发高效的可见光响应产氢光催化剂是一项紧迫的任务。目前，在被广泛研究的半导体中，硫化铟锌(ZnIn₂S₄)因其合适的能带结构、独特的形貌、可见光吸收性能以及优异的光化学稳定性而脱颖而出。迄今为止，不少课题组针对ZnIn₂S₄在光催化产氢方面的性能开展研究(如：Z.Lei,W.You,M.Liu,G.Zhou,T.Takata, M.Hara,K.Domen,C.Li,Chem.Commun.,2003,17,2142-2143；S.Wang,B.Y. Guan,X.Wang,X.W.D.Lou,J.Am.Chem.Soc.,2018,140,15145-15148)。但是与大多数半导体材料一样，单一的ZnIn₂S₄表面光生电荷容易快速复合，严重限制了光催化活性。解决方法之一是引入高功函助催化剂，如贵金属(H.Q.An,Z.T.Lv, K.Zhang,C.Y.Deng,H.Wang,Z.W.Xu,M.R.Wang,Z.Yin,Appl.Surf.Sci.,2021, 536,147934.)、碳材料(Y.Xia,Q.Li,K.L.Lv,D.G.Tang,M.Li,Appl.Catal.,B, 2017,206,344-352)等，构建肖特基异质结，阻碍光生电子-空穴对复合的同时，实现两者在空间上的分离。