[发明专利]一种用于可见光下分解水制备氢能源的复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种用于可见光下分解水制备氢能源的复合材料的制备方法，该方法通过一步水热法将石墨烯与掺杂稀土的硫化锌铟以及掺杂稀土的硫化锌镉进行复合，一方面利用石墨烯在催化材料表面构筑异质结结构来提高光催化材料的光催化活性，另一方面，在可见光的照射下，石墨烯在复合催化材料中能够作为电子迁移的过渡体，能够有效达到电子和空穴的分离，阻止光生载流子的复合，从而在可以起到在可见光作用下稳定产氢的效果；并且本发明还将掺杂稀土的硫化锌铟与石墨烯的复合材料以及掺杂稀土的硫化锌镉与石墨烯的复合材料进行进一步复合，有效提升了材料的光催化产氢活性，可满足光催化领域对可见光响应的光解水制氢材料的要求。

主权项

一种用于可见光下分解水制备氢能源的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将一定量的Zn(Ac)2·2H2O、In(NO3)3、稀土化合物加入到醇溶液中，在温度为60‑90℃的条件下搅拌30‑60min，然后再加入一定量的硫代乙酰胺，并继续搅拌1‑3h后备用；（2）在不断的搅拌下，向步骤（1）的溶液中加入一定量的氧化石墨烯溶液，搅拌30‑60min后将所得混合物转移到反应釜中，在温度120‑200℃下反应12‑24h，停止反应后，待反应釜冷却至室温，水洗至中性得产物A；（3）将一定量的In(NO3)3、Cd(Ac)2·2H2O、稀土化合物加入到醇溶液中，在温度为60‑90℃的条件下搅拌30‑60min，然后再加入一定量的硫代乙酰胺，并继续搅拌1‑3h后备用；（4）在不断的搅拌下，像步骤（3）的溶液中加入一定量的氧化石墨烯溶液，搅拌30‑60min后将所得混合物转移到反应釜中，在温度120‑200℃下反应12‑24h，停止反应后，待反应釜冷却至室温，水洗至中性得产物B；（5）将产物A和产物B以质量比2:1‑1:2的比例混合于反应容器中，以无水乙醇为球磨介质，用氮化硅球进行球磨混合8‑24h，然后100℃下烘干，即得所述复合材料。