硫化锌镉纳米棒与镍纳米棒异质结光催化剂、其制备方法、产氢体系及产氢方法.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CN113209989A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110376070.7(22)申请日2021.04.08(71)申请人武汉工程大学地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷一路206号(72)发明人林志东王思煜付萍陈喆(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人陈熙(51)Int.Cl.B01J27/043(2006.01)B01J35/10(2006.01)B01J37/10(2006.01)C01B3/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称硫化锌镉纳米棒与镍纳米棒异质结光催化剂、其制备方法、产氢体系及产氢方法(57)摘要本发明属于光催化产氢技术领域，具体涉及一种硫化锌镉纳米棒与镍纳米棒异质结产氢光催化剂、其制备方法、产氢体系及产氢方法。该方法包括以下步骤：1)将锌盐、镉盐、乙醇胺、半胱氨酸和尿素水溶液室温混合，然后进行水热反应，对得到的固体产物进行分离，得到硫化锌镉纳米棒；2)将步骤1)得到的硫化锌镉纳米棒分散在聚乙二醇和硫酸镍的水溶液中，再加入尿素和水合肼，然后进行水热反应，得到硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂。该方案将半导体光催化剂和产氢助催化剂有机地结合成异质结材料，形成高效的产氢光催化剂。CN113209989ACN113209989A权利要求书1/2页1.一种硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将锌盐、镉盐、乙醇胺、半胱氨酸和尿素水溶液室温混合，然后进行水热反应，对得到的产物进行固液分离，得到的固体产物即为硫化锌镉纳米棒；2)将步骤1)得到的硫化锌镉纳米棒分散在聚乙二醇和硫酸镍的水溶液中，再加入尿素和水合肼，然后进行水热反应，对得到的产物进行固液分离，得到的固体产物即为硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂。2.根据权利要求1所述的硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中：所述锌盐选自氯化锌、乙酸锌或硝酸锌中的任意一种或几种的混合；所述镉盐选自氯化镉、乙酸镉或硝酸镉中的任意一种或几种的混合；得到的硫化锌镉纳米棒的化学组成为ZnxCd(1‑x)S，其中X为0.4‑0.6。3.根据权利要求1所述的硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中：锌盐与镉盐的摩尔比为1:(0.67～1.5)；锌盐与镉盐的总的摩尔量与半胱氨酸的摩尔量的比为1:(2～4)；水与乙醇胺的体积配比为1:(0.05～0.1)；得到的混合液中，尿素含量为0.1～1wt％；得到的混合液中，半胱氨酸的浓度在0.02～2.0mol/L；水热反应的温度为160～180℃，时间为6～24h。4.根据权利要求1所述的硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中：硫化锌镉纳米棒以ZnxCd(1‑x)S计，其与镍的摩尔比为100:(1～8)；水溶液中，硫酸镍的浓度0.002～0.2wt％；水溶液中，聚乙二醇的浓度为0.1～2wt％；尿素与镍的物质量之比(2～4):1；水合肼与镍的物质量之比(2～4):1；水热反应的温度为85～100℃，时间为1～12h。5.一种根据权利要求1至4任一所述的制备方法制备得到的硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂。6.一种产氢体系，为产氢光催化剂与牺牲剂的混合水溶液，其特征在于：所述产氢光催化剂选自权利要求5所述的硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂。7.根据权利要求6所述的产氢体系，其特征在于：所述产氢体系中硫化锌镉纳米棒与金属镍纳米棒异质结产氢光催化剂的浓度为0.05～1.0g/L。8.根据权利要求6所述的产氢体系，其特征在于：所述牺牲剂选自Na2S与Na2SO3的复合水溶液、抗坏血酸水溶液、乙醇酸水溶液或三乙醇胺水溶液，所述牺牲剂中溶质的浓度为0.2～2.0mol/L。9.一种产氢方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取权利要求6至8任一所述的产氢体系，并置于保护气保护下的透光的密封体系2CN113209989A权利要求书2/2页中；2)用光源照射步骤1)得到的密封体系，产氢。10.根据权利要求9所述的产氢方法，其特征在于：所述光源为日光。3CN113209989A说明书1/5页硫化锌镉纳米棒与镍纳米棒异质结光催化剂、其制备方法、产氢体系及产氢方法技术领域[0001]本发明属于光催化产氢技术领域，具体涉及一种硫化锌镉纳米棒与镍纳米棒异质结产氢光催化剂、其制备方法、产氢体系及产氢方法。背景技术[0002]随着社会经济的高速发展，现存的化石能源远不能满足人类日益增长的能