本发明属于无机半导体材料制备，尤其是涉及一种硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法及其在光催化co2还原中的应用。
背景技术：
1、大气中二氧化碳浓度从280ppm增至427ppm，加剧了温室效应的同时，还引发了极端天气如暴雨、干旱、飓风频率和强度的增加。二氧化碳过量排放已对全球气候、生态等方面构成系统性威胁，通过太阳能驱动将co2转化为高附加值产品，如燃料或化学品，是解决能源危机与温室效应的双赢策略，其核心在于开发高效、稳定的光催化剂。目前报道的光催化剂种类包括金属氧化物、硫化物、石墨相氮化碳(g-c3n4)、金属有机框架材料(mofs)、共价有机框架材料(cofs)、金属配合物光催化剂、复合材料等。传统的tio2、zno等光催化剂存在禁带宽度大、可见光利用率低、载流子复合率高、稳定性差等问题。而硫化物因其可调控的带隙、良好的可见光响应及储量丰富(如硫铁矿、天然气伴生硫)的优势，逐渐成为该领域的研究热点。
2、例如，中国专利申请cn103723760a公开了“一种新型硫化镉光催化剂及其制备方法”。该光催化剂为球径大小为5-15μm的硫化镉微米球，且其表面具有延伸至球心处的小孔。该发明还公开了一种采用水热法制备硫化镉光催化剂的方法，该制备方法简单，可控性强。该硫化镉光催化剂应用于有机污染物降解，相对于商用tio2效率得到较大提升。但硫化镉光/热稳定性不足，尤其在光催化中易发生自身分解。
3、再例如，中国专利申请cn118287102a公开了“一种改性硫化镉光催化材料及其制备方法与应用”。该专利采用两步热处理工艺和高温磷化反应，利用成本较低的过渡金属盐制备出了一种新型异质结光催化剂，提升了光催化材料中光生电荷迁移性能和光催化活性。但是该专利工艺能耗较高，成本也高。
4、又例如，中国专利申请cn119140148a公开了“一种硫化镍/硫化镉/硫掺杂的类石墨相氮化碳双异质结复合光催化剂及其制备方法”。该制备方法包括如下步骤：s1，将s掺杂的g-c3n4纳米片粉体与六水合氯化镍、乙酸镉、硫代乙酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、聚吡咯在氨水中混合均匀，六水合氯化镍、乙酸镉和硫代乙酰胺的摩尔比为(1-5):(1-6):(2-12)，得到前驱液；s2，将前驱液在120-180℃下保温处理，得到反应液，将反应液中的沉淀洗涤后干燥，得到硫化镍/硫化镉/硫掺杂的类石墨相氮化碳双异质结复合光催化剂。该技术的缺陷在于：反应时间长，操作过程为间歇操作，产品质量稳定性难以保证。
5、综上所述，本领域还需要一种能实现低成本、连续化且稳定的硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法。
技术实现思路
1、本发明要解决的第一个技术问题是提供一种硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法。
2、本发明要解决的第二个技术问题是提供一种硫化锌镉固溶体光催化剂在光催化co2还原制备碳一化学品方面的应用；以实现二氧化碳的高效光催化还原从而制备化学品。
3、为解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
4、一种硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
5、s1、将锌源和镉源混合溶于去离子水中得到溶液a，将硫源溶于去离子水中并调节ph值得到溶液b；
6、s2、常温下将溶液a和溶液b两股溶液输入到超重力反应器内进行沉淀反应，得到的反应液再陈化处理；
7、s3、将陈化处理后的反应液进行水热处理；
8、s4、经过滤、洗涤、干燥后即获得硫化锌镉固溶体光催化剂。
9、优选地，步骤s2中，所述超重力反应器包括但不局限于旋转填充床、定转子反应器及折流式等通过旋转来强化物料之间混合和传递的设备；所述超重力反应器的填料选自不锈钢丝网填料、结构化碳化硅填料、表面亲疏水组合填料中的一种。
10、优选地，步骤s1中，所述锌源与镉源的摩尔比为1:0.25-4；所述锌源与镉源的浓度为0.01-2mol/l。
11、优选地，步骤s1中，所述溶液a中可以添加表面活性剂或分散剂，种类为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸钠、月桂酸钠的一种或多种；所述表面活性剂或分散剂如果是液体，则其添加量为硫源的10-50wt％；所述表面活性剂或分散剂如果是固体，则其添加量为硫源的2-10wt％。
12、优选地，步骤s1中，所述ph值为8-13。
13、优选地，步骤s2中，所述超重力反应器的转速为200-3000rpm。
14、优选地，步骤s2中，所述陈化处理的时间为5-60min。
15、优选地，步骤s3中，所述水热处理的温度为100-220℃，处理时间为6-18h。
16、优选地，步骤s4中，所述洗涤为去离子水和乙醇分别或交替洗涤，洗涤次数为3-5次。
17、优选地，步骤s4中，所述干燥的温度为60-120℃，时间为12-24h。
18、为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
19、一种硫化锌镉固溶体光催化剂在光催化co2还原制备碳一化学品方面的应用，包括如下步骤：
20、s11、将反应底物去离子水加入到反应釜中，加入催化剂粉末并搅拌均匀；
21、s12、将反应釜密封后向体系内通入二氧化碳气体，持续20-40min；
22、s13、将反应釜转移至氙灯下，持续光照反应3-5h，每隔0.5-1.5h取出反应气体进行成分分析。
23、优选地，步骤s11中，所述反应底物中可以含有10-50％无水乙腈和1-10％三乙醇胺；
24、优选地，步骤s11中，所述的催化剂粉末质量为反应底物的0.01-0.05wt％。
25、本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
26、如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。
27、与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
28、1)本发明在传统湿化学法合成的技术上，结合超重力技术制备得到了粒径分布窄的球状纳米硫化锌镉固溶体光催化剂，本发明制备的硫化锌镉固溶体光催化剂具有较窄的禁带宽度(2.6ev)和优良的光电化学性能。本发明在超重力条件下制备的硫化锌镉固溶体光催化剂在300w的氙灯下可以实现≥78.45μmol·g-1·h-1的二氧化碳转化效率，实现硫资源的高值化利用。
29、2)本发明的原料易于得到，且制备过程能耗低、工艺简单，适合规模化生产。
1.一种硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述锌源与镉源的摩尔比为1:0.25-4；所述锌源与镉源的浓度为0.01-2mol/l。
3.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述溶液a中可以添加表面活性剂或分散剂，种类为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸钠、月桂酸钠的一种或多种；所述表面活性剂或分散剂如果是液体，则其添加量为硫源的10-50wt％；所述表面活性剂或分散剂如果是固体，则其添加量为硫源的2-10wt％。
4.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述ph值为8-13。
5.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述超重力反应器包括但不局限于旋转填充床、定转子反应器及折流式等通过旋转来强化物料之间混合和传递的设备；所述超重力反应器的填料选自不锈钢丝网填料、结构化碳化硅填料、表面亲疏水组合填料中的一种。
6.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述超重力反应器的转速为200-3000rpm。
7.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述陈化处理的时间为5-60min。
8.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s3中，所述水热处理的温度为100-220℃，处理时间为6-18h。
9.根据权利要求1所述硫化锌镉固溶体光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s4中，所述洗涤为去离子水和乙醇分别或交替洗涤，洗涤次数为3-5次；
10.如权利要求1-9中任一所述硫化锌镉固溶体光催化剂在光催化co2还原制备碳一化学品方面的应用，其特征在于，包括如下步骤：