CdxSn1-xS/CdS复合光催化析氢材料及其制备方法

本发明涉及一种光催化材料的制备方法领域，涉及提升析氢性能的一种cdxsn1-xs/cds光催化材料的制备方法。

背景技术：

1、由于能源需求巨大，寻找清洁高效的可再生能源来应对潜在的能源危机是一项艰巨的任务。作为一种清洁的可再生能源，太阳能和氢能已经引起了人们的高度重视。

2、cds由于其低成本、窄带隙宽度(约2.4ev)、光响应范围与太阳光可见光谱非常一致等优点而受到广泛关注。但cds本身存在比较严重的光腐蚀现象，将cds与其他半导体材料结合使用，提高光催化稳定性是一个很好的选择。同时，作为一种n型半导体，硫化锡(sns2)是一种具有2.0～2.5ev窄带隙的层状结构。它由锡原子夹在两层紧密排列的六边形硫原子之间组成。sns2具有高光吸收系数、可调带隙、低毒性和在自然界中含量丰富等优点，被认为是光催化、太阳能电池、化学传感器和光探测等领域的良好候选者。由于sns2具有较高的可见光吸收活性，因此在光催化析氢反应中具有构建异质结的巨大潜力。通过对cds进行sn掺杂，代替贵金属元素的掺入来抑制cds严重的光腐蚀问题，同时提升其产氢的性能，还降低了有毒金属cd的使用，对环境更加友好。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本发明提供了提升析氢性能的一种cdxsn1-xs/cds光催化材料。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种cdxsn1-xs/cds复合光催化析氢材料的制备方法，包括如下步骤：

4、1)按照4:1的摩尔比将乙酸镉和硫脲在乙二胺中搅拌溶解混合，随后加入四氯化锡，搅拌均匀，作为前驱体；

5、2)将均匀搅拌的前驱体放入聚四氟乙烯不锈钢反应高压釜内；

6、3)将反应釜放入水热箱，控制水热温度为130～180℃，反应时间为18～24h；

7、4)水热结束后，取出反应釜中的样品离心管中，用去离子水和酒精洗涤数次，然后在60℃的温度下烘干，研磨成粉即得；

8、其中，乙酸镉与四氯化锡的摩尔比为1:0.05～0.5。

9、进一步地，步骤3中，水热条件为160℃反应20h。

10、进一步地，本发明提供如上方法制得的cdxsn1-xs/cds复合光催化析氢材料。

11、本发明的有益效果是：本发明中，以硫脲、乙酸镉和四氯化锡为原料，采用一步水热法，通过调控cd与sn的比例，使少量sn掺杂进入cds中，形成cdxsn1-xs的量子点并生长在棒状的cds上，进而形成cdxsn1-xs/cds异质结，因此样品获得了更大的比表面积，可见光吸收范围得到增强，能带结构也更适合光催化反应，从而显著提升了复合样品的析氢性能，同时提升了材料的光催化析氢稳定性，解决了cds本身严重的光腐蚀问题。该材料制备工艺简单，无需贵金属催化剂，且产量较大，样品具有较好的析氢性能的同时还能确保性能稳定，可作为光催化剂材料应用于工业领域。

技术特征：

1.一种cdxsn1-xs/cds复合光催化析氢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的cdxsn1-xs/cds复合光催化析氢材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，水热条件为160℃反应20h。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法制得的cdxsn1-xs/cds复合光催化析氢材料。

技术总结
本案涉及一种Cd<subgt;x</subgt;Sn<subgt;1‑x</subgt;S/CdS复合光催化析氢材料及其制备方法，首先将乙酸镉和硫脲在乙二胺中搅拌溶解混合，随后加入四氯化锡，搅拌均匀，之后水热反应，水热结束后，离心，洗涤数次，烘干，研磨成粉即得；其中，乙酸镉与四氯化锡的摩尔比为1:0.05～0.5。本发明中采用一步水热法，使少量Sn掺杂进入CdS中，形成Cd<subgt;x</subgt;Sn<subgt;1‑x</subgt;S的量子点并生长在棒状的CdS上形成异质结，因此样品获得了更大的比表面积，可见光吸收范围得到增强，能带结构也更适合光催化反应，从而显著提升了复合样品的析氢性能和析氢稳定性，解决了CdS本身严重的光腐蚀问题；制备工艺简单，产量较大，可作为光催化剂材料应用于工业领域。

技术研发人员：吴嘉伟,曾祥华,莫伟,杨宁,孙清华
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9