[发明专利]二硫化锡纳米催化剂在压电催化分解水产氢中的应用

说明书

本发明公开了二硫化锡纳米催化剂在压电催化分解水产氢中的应用。现有技术利用太阳能实现半导体的光催化分解水制氢，但是光催化需要的条件较复杂以及能量消耗较大。本发明提供一种铜离子或者银离子掺杂二硫化锡纳米花的无机纳米材料，在无需光照的条件下，通过超声处理，实现催化分解水产氢的目的。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料及压电催化技术领域，具体涉及铜离子/银离子掺杂二硫化锡纳米花的制备方法及其在压电催化分解水产氢中的应用。

背景技术

氢气是一种高效清洁的绿色能源,作为燃料具有原料丰富、燃烧值高、燃烧产物洁净无污染等优越特性，现有技术利用太阳能实现半导体的光催化分解水制氢，其中钙钛矿氧化物具有独特的物理和化学性质被广泛应用于分解水制氢实现新能源的开发和环境的净化，是具有良好开发前景的绿色环保光催化材料。但是光催化需要的条件较复杂以及能量消耗较大，现有技术公开了二硫化锡/碳纳米纤维复合材料在降解有机污染物中的应用，将碳纳米纤维膜置于含有锡源与硫源的前驱体溶液中，反应后干燥，得到二硫化锡/碳纳米纤维复合材料，将二硫化锡/碳纳米纤维复合材料置入含有有机污染物的水中，然后超声处理，完成水中有机污染物的去除。但是没有公开该催化剂在分解水制氢中的应用效果。

发明内容

本发明提供一种铜离子/银离子掺杂二硫化锡纳米花的无机纳米材料及其制备方法，在无需光照的条件下，通过超声处理，实现催化分解水产氢的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下具体技术方案：

二硫化锡纳米催化剂在分解水产氢中的应用。

二硫化锡纳米催化剂分解水产氢的方法，包括以下步骤：将二硫化锡纳米催化剂置于加入牺牲剂的水中，然后超声处理，实现分解水产氢，通过气相色谱检测氢气的产生。优选的，牺牲剂为亚硫酸钠。

本发明中，二硫化锡纳米催化剂为铜离子掺杂二硫化锡纳米花或者银离子掺杂二硫化锡纳米花。

本发明中，将含有锡源和硫源的前驱体溶液进行溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到二硫化锡纳米花。

本发明中，将铜源置于含有锡源和硫源的前驱体溶液中，溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到铜离子掺杂二硫化锡纳米花。

本发明中，将银源置于含有锡源和硫源的前驱体溶液中，溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到银离子掺杂二硫化锡纳米花。

本发明中，通过简单的溶剂热的方法得到单纯的二硫化锡纳米花（SnS₂）、铜离子掺杂二硫化锡纳米花（Cu-SnS₂）和银离子掺杂二硫化锡纳米花（Ag-SnS₂），作为对比。本发明提供的铜离子或者银离子掺杂二硫化锡纳米花提高了自由载流子的利用率，在无光照条件下，也能促进自由载流子的分离实现催化反应。

本发明中，使用五水合四氯化锡（SnCl₄·5H₂O）作为锡源，使用硫代乙酰胺（CH₃CSNH₂）作为硫源，溶解于无水乙醇得到含有硫源与锡源的前驱体溶液；SnCl₄·5H₂O与CH₃CSNH₂的摩尔比为1∶（1～10）比如1∶1～1∶8，优选的，SnCl₄·5H₂O与CH₃CSNH₂的摩尔比为1∶4。

本发明中，溶剂热反应在反应釜中100～160℃下反应6～24小时，优选的条件为120℃下12小时。