一种硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂及制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113856702A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111039440.4(22)申请日2021.09.06(71)申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市黄岛区前湾港路579号(72)发明人田健郭奕辰薛艳君王鑫宇崔洪芝(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人郑平(51)Int.Cl.B01J27/04(2006.01)B01J35/00(2006.01)B01J35/02(2006.01)C01B3/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂及制备方法与应用(57)摘要本发明属于光催化剂领域，涉及一种硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂及制备方法与应用，本发明制备的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构宽光谱(可见和近红外)光催化剂以硫化镉纳米棒为基质，通过阳离子交换反应在表面原位生长具有近红外吸收效果的硫化亚铜纳米壳层，一方面结合了高催化活性可见光催化剂硫化镉纳米棒以及硫化亚铜具有近红外光响应范围的性质，另一方面硫化亚铜与硫化镉紧密结合形成异质结，有利于载流子分离，改善光催化产氢性能，且本发明采用阳离子交换反应制备硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构，合成工艺及设备简单，操作过程简单，生产成本低、效率高，反应周期短，重复性好，工业化应用前景广阔。CN113856702ACN113856702A权利要求书1/1页1.一种硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在硫化镉纳米棒上包覆硫化亚铜纳米壳层，即得。2.如权利要求1所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述包覆采用阳离子交换反应。3.如权利要求1所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述包覆的具体步骤为：将硫化镉纳米棒浸入水合肼/盐酸混合溶液中，混合均匀，得到第一混合溶液；将硫化亚铜溶解在水合肼/盐酸混合溶液中，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液加入到所述第一混合溶液中，混合均匀，得到第三混合溶液，固液分离，收集沉淀物，洗涤、干燥，即得。4.如权利要求1所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，硫化镉与硫化亚铜的质量比为100:0～138，硫化亚铜用量不为零，优选地，硫化镉与硫化亚铜的质量比为10:1。5.如权利要求1所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述硫化镉纳米棒采用水热法制备。6.如权利要求5所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的具体条件为：氯化镉和硫脲在乙二胺溶液中，于180～190℃下反应48～56小时。7.一种硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂，其特征在于，包括:硫化镉纳米棒；包覆在所述硫化镉纳米棒外侧的硫化亚铜纳米壳。8.如权利要求7所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂，其特征在于，硫化镉和硫化亚铜的比例为17：200；或，硫化镉纳米棒的直径尺寸为48～52nm。9.权利要求7或8所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂在宽光谱光催化中的应用，其特征在于，所述宽光谱包括：可见光谱和近红外光谱。10.权利要求7或8所述的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂在光催化产氢中的应用。2CN113856702A说明书1/5页一种硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构光催化剂及制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及光催化剂技术领域，具体涉及一种由局域表面等离子共振效应引起的具有宽光谱(可见和近红外)光催化效果的硫化镉纳米棒/硫化亚铜纳米壳异质结构及其制备方法。背景技术[0002]公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。[0003]快速的城市化和工业化导致全球能源资源短缺，同时化石能源的使用造成大量二氧化碳和二氧化硫等有毒化学污染物被排放到环境中。氢能是可以替代化石能源的清洁能源。但是，目前氢气主要是通过对甲烷重整获得。通过半导体及其复合材料进行光催化制氢将太阳能转化为氢燃料是一项有吸引力的技术，因为地球上富含太阳能和用于光催化剂的半导体材料。光催化是一种在催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催化剂的有机结合。光催化作用是通过光照射半导体引发或加速特定的还原和氧化反应，其本质是光子能量(太阳辐射)转化为化学能。当半导体受到能量光子撞击时，其价带电子受到激发而向导带跃迁，光子携带的能量大于