[发明专利]一种具有堆垛层错的多孔Cd1-x

说明书

本发明公开了一种具有堆垛层错的多孔Cd_1‑xZn_xS/GO复合材料及其制备方法，该复合材料是由Cd_1‑xZn_xS固溶体纳米晶包覆一层氧化石墨烯复合而成，而Cd_1‑xZn_xS固溶体纳米晶具有堆垛层错结构缺陷的多孔结构；首先将CdCl₂·2.5H₂O、ZnCl₂，丙二酸，加热搅拌混合，形成均匀透明的液体，然后将该液体转移到方舟中，与另一个盛有升华硫的方舟一起，置于管式炉内，在氮气气氛下以1‑10℃/min的速度加热至300‑600℃，保温1‑4h，得到具有堆垛层错结构缺陷的多孔Cd_1‑xZn_xS/GO复合材料。该复合材料对于可见光光催化分解水(或海水)制氢和光催化吸附降解水中有机污染物都有很好的光催化活性。

技术领域

本发明属于新能源光催化材料与技术领域，涉及一种具有堆垛层错的多孔Cd_1-xZn_xS/GO复合材料及其制备方法，具体地说，是涉及一种具有堆垛层错结构缺陷的多孔Cd_1-xZn_xS/GO复合材料光催化剂及其制备方法。

背景技术

由于能源和淡水的短缺，在可见光下设计具有高效稳定析氢性能的无贵金属光催化剂越来越受到人们的关注。Cd_1-xZn_xS固溶体因其禁带可调、是一种有前途的对可见光有响应的催化剂。不幸的是，光催化过程中易发生的光腐蚀现象影响了Cd_1-xZn_xS催化剂的推广应用。氧化石墨烯(GO)由于其独特的二维平面结构、优异的导电性、大比表面积和优越的耐腐蚀性使得构建GO@Cd_1-xZn_xS复合材料成为改善光催化活性、稳定性和电荷分离的理想策略。虽然关于GO@Cd_1-xZn_xS材料的合成方法已经做了大量的工作，包括水/溶剂热法、自组装法、化学气相沉积法等，但目前制备的GO@Cd_1-xZn_xS材料其光催化效率仍然较低而限制了其应用。另一方面，具有堆垛层错的材料能够降低表观活化能，堆垛层错形成“背靠背”肖特基电位，加速自由电荷的转移，抑制电子-空穴对的复合，显示出增强的催化活性。

设计合成一种具有堆垛层错结构缺陷的多孔Cd_1-xZn_xS/GO复合材料光催化剂，为高效水/海水光催分解产氢提供了新的选择，在新能源材料与技术领域具有重要的实用价值和现实意义。

发明内容：

本发明针对现有技术制备Cd_1-xZn_xS/GO复合材料过程复杂繁琐、需要多步合成，光催化活性低等缺点，提出了一种具有堆垛层错的多孔Cd_1-xZn_xS/GO复合材料及其制备方法，其特征在于所述复合材料是由Cd_1-xZn_xS固溶体纳米晶包覆一层氧化石墨烯复合而成，所述Cd_1-xZn_xS固溶体纳米晶具有堆垛层错结构缺陷的多孔结构，所述制备方法是前驱体碳化、硫化与氧化石墨烯壳层的生长和复合一步完成，具体包括下述步骤：

(1)将1-10mmol CdCl₂·2.5H₂O、1-10mmol ZnCl₂，5-100mmol丙二酸，装在有盖的玻璃瓶中，加入磁子，在60-120℃的油浴锅中搅拌混合0.1-1h，形成均匀透明的液体；