[发明专利]光催化产氢助剂、光催化剂及光催化剂的制备方法和应用

摘要

本发明提供一种新型光催化产氢助剂，该光催化产氢助剂为纳米层状NiMoS，通过修饰一维棒状CdS主催化剂形成CdS@NiMoS螺旋结构的光催化剂。所述光催化剂的制备方法通过两步水热技术实现了螺旋复合纳米光催化剂的合成，首先在乙二胺体系中合成了尺寸均匀、形貌规则的CdS纳米棒，然后通过水热加压使Na2MoO4、Ni(NO3)2与硫脲反应合成相应层状硫化物NiMoS，并与纳米棒状CdS形成异质结构CdS@NiMoS。该催化剂表现出优异的光催化产氢性能，而且海水制氢产率可达19.147 mmol·g‑1·h‑1，为新能源开发提供了新的催化剂研发思路。

主权项

一种通过光催化产氢助剂修饰形成的光催化剂的制备方法，所述光催化产氢助剂为复合纳米层状，所述光催化剂是通过光催化产氢助剂NiMoS包覆在一维棒状CdS主催化剂表面形成的螺旋结构，表达式：CdS@NiMoS,其特征在于包括以下步骤：（1）利用溶剂热法合成主催化剂CdS纳米棒；（2）利用水热法合成光催化产氢助剂与主催化剂复合的催化剂CdS@NiMoS；具体采用以下步骤：（1）CdS前驱体Cd(S2CNEt2)2的制备：将硝酸镉Cd(NO3)2·4H2O和铜试剂按1:2的摩尔比分别溶于适量水中，然后在磁力搅拌下将铜试剂水溶液缓慢滴加至Cd(NO3)2水溶液中，即得到CdS前驱体Cd(S2CNEt2)2，将产物洗涤并真空干燥；（2）CdS纳米棒的制备：高压釜中加入乙二胺至其容积的70‑80%，然后向其中加入Cd(S2CNEt2)2，将其在120‑200 ℃下反应6‑48 h，即得到CdS纳米棒，将产物洗涤并真空干燥；（3）光催化剂CdS@NiMoS的水热法制备：在含有15‑25 mL蒸馏水的烧杯中加入80‑150 mg CdS纳米棒，并在另一含有15‑25 mL蒸馏水的烧杯中分别加入Na2MoO4、Ni(NO3)2与足量硫脲，控制光催化产氢助剂NiMoS与CdS的比例范围在0.01‑0.25:1；烧杯中的反应物超声分解后混合均匀，将混合液转移到高压釜中，在180‑220 ℃下反应5‑25 h；即得到螺旋结构复合催化剂，将产物洗涤并真空干燥。