富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂及其制备方法与应用.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CN105797752A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610204368.9(22)申请日2016.04.01(71)申请人上海师范大学地址200234上海市徐汇区桂林路100号(72)发明人李贵生王文超徐鹏鹏李恩杰王占廷李和兴(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人褚明伟(51)Int.Cl.B01J27/04(2006.01)B01J21/18(2006.01)C01B3/04(2006.01)C01B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂及其制备方法与应用，所述的富勒烯为C60，富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂表示为C60-rGO/CdS，该催化剂中石墨烯与富勒烯C60的质量比为8:(1-8)，该催化剂中富勒烯修饰的石墨烯与硫化镉的质量比为(0.1-5):100。该催化剂通过一步水热的方法制备得到，应用于水的光解反应。与现有技术相比，本发明操作简单，理念新颖，可实现光解水制备可再生清洁能源，为硫化镉在光催化领域的应用开辟了一个新的研究方向。CN105797752ACN105797752A权利要求书1/1页1.一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂，其特征在于，所述的富勒烯为C60，富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂表示为C60-rGO/CdS，该催化剂中石墨烯与富勒烯C60的质量比为8:(1-8)，该催化剂中富勒烯修饰的石墨烯与硫化镉的质量比为(0.1-5):100。2.如权利要求1所述的富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的制备方法，其特征在于，通过一步水热的方法制备得到，具体包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯和富勒烯C60，分散于有机溶剂中，超声处理，待富勒烯C60完全分散且与氧化石墨烯充分混合后，将有机溶剂蒸干完全挥发，然后加入乙醇，离心、洗涤、烘干，得到富勒烯修饰的氧化石墨烯材料，表示为C60-GO；(2)将步骤(1)所得富勒烯修饰的氧化石墨烯材料溶于乙二胺中，加入Cd(NO3)2·4H2O，搅拌均匀后加入硫脲，继续搅拌，进行水热反应，然后冷却至室温，离心分离，去离子水和乙醇洗涤三次及以上后，干燥，即得富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂C60-rGO/CdS。3.根据权利要求2所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯和富勒烯C60的重量比为8：(1-8)。4.根据权利要求2所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机溶剂为挥发性溶剂，选自甲苯。5.根据权利要求2所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，通过调节富勒烯修饰的氧化石墨烯材料、Cd(NO3)2·4H2O及硫脲的质量使得步骤(2)中得到的富勒烯修饰的石墨烯与硫化镉的质量比为(0.1-5):100。6.根据权利要求2所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的水热反应的条件为：160-200℃下保持10-15小时。7.一种如权利要求1所述的富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的应用，其特征在于，所述的富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂用作光催化剂，用于光解水生成氢气和氧气。8.根据权利要求7所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的应用，其特征在于，所述的富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂用于纯水体系中，通过调节水的pH值实现水的全分解。9.根据权利要求7所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的应用，其特征在于，所述的富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂用于水与甲醇的混合反应体系中，通过调节溶液的pH值实现水的全分解。10.根据权利要求7所述的一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂的应用，其特征在于，催化剂的加入量与水的比例关系控制在50mg:80mL到20mg:60mL之间。2CN105797752A说明书1/4页富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及太阳能催化分解水的技术领域，具体涉及一种富勒烯修饰的石墨烯/硫化镉催化剂及其制备方法与应用。背景技术[0002]21世纪，面对日益严重的能源和环境问题，科学家们致力于寻求可再生新能源代替化石燃料，而太阳能作为取之不尽用之不竭的能源。因此，如何利用太阳能生产可再生清洁能源引起人类的关注，制备低成本、高效率的光催化剂具有重要的研究意义。现在众多半导体材料得到很大的关注，但开发出切实可用的光催化剂仍然存在很多问题。[0003]硫化镉(CdS)作为光催化