[发明专利]CdS-MoS2纳米颗粒共同掺杂黑色多孔二氧化钛光催化剂

摘要

本发明涉及TiO2光催化剂，具体涉及一种CdS‑MoS2纳米颗粒共同掺杂黑色多孔TiO2光催化剂及其制备方法和光分解水产氢性能研究，属半导体材料领域。本发明首先合成多孔的MoO₃‑CdO‑TiO₂，在乙二胺的支撑作用下进行氢化，得到黑色的MoO₃‑CdO‑TiO₂，然后在溶剂热条件下原位硫化黑色的MoS₂‑CdS‑TiO₂。由于CdS能吸收可见光，MoS₂能有效传输光生载流子，黑色的TiO₂能有效提高光电转化效率，所以该催化剂呈现优异的光催化分解水产氢的性能，分解水产氢的速度达到4527 umol·h·^‑1·g^‑1。从而为可见光下新型光催化剂的制备提供新的途径。

主权项

1.CdS‑MoS₂纳米颗粒共同掺杂黑色多孔TiO₂光催化剂，其特征在于，通过如下制备方法得到：（1）制备多孔的MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物：将钛酸四丁酯加入到含有冰醋酸、去离子水和乙醇溶液中，并使其形成溶胶，然后将聚苯乙烯球、醋酸镉和仲钼酸铵加入到上述溶胶凝胶中，并促使其再一次形成溶胶凝胶；然后将上述制备的溶胶凝胶在通氧气的条件下400‑450^oC煅烧，得到多孔的MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物；（2）制备乙二胺改性的多孔MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物：将得到的MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物加入到含有硼氢化钠、乙二胺的水溶液中，在250‑270 ^oC恒温反应，然后自然冷却到室温，离心洗涤烘干得到乙二胺改性的多孔MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物；（3）制备黑色多孔MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物：将制备的乙二胺改性的MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物置于管式炉中，在氢气氛围中并在540‑550 ^oC恒温反应, 然后自然冷却到室温，得到黑色多孔MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物；（4）原位生成CdS‑MoS₂纳米颗粒共同掺杂黑色多孔TiO₂光催化剂：将黑色MoO₃‑CdO‑TiO₂中间产物转移到含有硫脲的水溶液中，然后转移到反应釜中，在220‑230^oC恒温反应,得到CdS‑MoS₂纳米颗粒共同掺杂黑色多孔TiO₂光催化剂；CdS掺杂量占该光催化剂摩尔含量的3%，MoS₂掺杂量占该光催化剂摩尔含量的3%。