阅读说明：本技术 一种硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的制备方法及其在光催化产氢中的应用 (A kind of preparation method of molybdenum sulfide doped cadmium sulfide micro Nano material and its application in Photocatalyzed Hydrogen Production ) 是由 郭玉明 丁丽娜 高卫华 王魁 孙萌萌 别亚萌 马晓明 常毅 于 2019-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的制备方法及其在光催化产氢中的应用,称取0.4mmoL镉盐放入100mL烧杯中,加入100μL巯基化合物搅拌30min,再加入NaOH调整混合体系的pH值为6.0-8.0,滴加4mL、0.25moL/L硫化物溶液至烧杯中,溶液呈黄绿色,然后加入0.0097g钼酸钠和0.0122g硫脲搅拌30min,将上述混合溶液转移至消解式水热反应釜中以3℃/min的升温速率升温至160-200℃恒温24h,再以3℃/min的降温速率降温至30℃,将产物离心洗涤后真空干燥得到目标产物硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料。本发明合成的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料在紫外光区和可见光区均有吸收,在光催化产氢领域具有较好的应用前景。(The invention discloses a kind of preparation method of molybdenum sulfide doped cadmium sulfide micro Nano material and its applications in Photocatalyzed Hydrogen Production, 0.4mmoL cadmium salt is weighed to be put into 100mL beaker, 100 μ L sulfhydryl compounds stirring 30min is added, the pH value for adding NaOH adjustment mixed system is 6.0-8.0, 4mL is added dropwise, 0.25moL/L sulfide solution is into beaker, solution is in yellow green, then 0.0097g sodium molybdate is added and 0.0122g thiocarbamide stirs 30min, above-mentioned mixed solution is transferred in resolvent hydrothermal reaction kettle, 160-200 DEG C of constant temperature is warming up to for 24 hours with the heating rate of 3 DEG C/min, 30 DEG C are cooled to again with the rate of temperature fall of 3 DEG C/min, vacuum drying after product centrifuge washing is obtained target to produce Object molybdenum sulfide doped cadmium sulfide micro Nano material.The molybdenum sulfide doped cadmium sulfide micro Nano material that the present invention synthesizes has absorption in ultraviolet region and visible region, Photocatalyzed Hydrogen Production field with good application prospect.)

一种硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的制备方法及其在光催化 产氢中的应用

技术领域

本发明属于光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的制备方法及其在光催化产氢中的应用。

背景技术

在21世纪，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，目前人类社会所用的能源如石油、煤、石油气均属于不可再生资源，地球上存量有限，在近几十年已经被过度的开采和利用，由于煤炭和石油在地球上的储量有限，而且它们都是不可再生的能源，所以煤炭和石油已不能满足持续发展的工业需求。此外，煤炭和石油的燃烧会产生很多有毒有害的物质，严重污染环境。我们知道化石燃料燃烧会放出大量的二氧化碳，致使现在的温室效应越来越严重，因此迫切需要开发新型可再生且环境清洁型的新能源。光催化制氢技术的出现为解决能源短缺与环境污染问题提供了解决办法，催化剂可以将水中的氢离子还原成氢气，而且氢气燃烧后又生成了水，对环境没有任何污染。此外，地球上的水资源非常丰富，所以有足够的氢来源，而且太阳光可以为光催化剂提供光源，因此光催化制氢技术既解决了能源危机问题，又避免了对环境的污染，因此光催化剂的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。

硫化镉(CdS)是一种研究广泛的光催化剂，但CdS自身存在的一些缺陷限制了CdS在光催化产氢方面的应用。一方面CdS本身光生电荷复合的速率较快，光催化产生氢气的活性较低。因此为了提高CdS光催化产氢的活性，就需要在CdS的表面负载贵金属，例如Pt，以提高其光催化产氢活性，但是贵金属价格昂贵。二维结构的MoS₂因其合适的能带结构及较窄的禁带宽度（约为1.9eV）被认为是最理想的候选助催化剂。而且据报道，MoS₂ 无论在电催化制氢还是光催化制氢方面都有很高的催化效果。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种绿色环保且工艺简单的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的制备方法，该方法制得的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料具有良好的光催化产氢活性，能够作为光催化剂将水中的氢离子还原成氢气。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：称取0.4mmoL镉盐放入100mL烧杯中，加入100μL巯基化合物搅拌30min，再加入NaOH调整混合体系的pH值为6.0-8.0，滴加4mL、0.25moL/L硫化物溶液至烧杯中，溶液呈黄绿色，然后加入0.0097g钼酸钠和0.0122g硫脲搅拌30min，将上述混合溶液转移至消解式水热反应釜中以3℃/min的升温速率升温至160-200℃恒温24h，再以3℃/min的降温速率降温至30℃，将产物离心洗涤后真空干燥得到目标产物硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料，所述镉盐为乙酸镉、氯化镉或硝酸镉，所述巯基化合物为巯基乙醇酸、巯基乙酸或巯基丙酸，所述硫化物为硫代乙酰胺、硫化钠或硫化铵。

本发明所述的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料在光催化产氢中的应用，该硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料中Cd与Mo的最佳摩尔比为10:1时，光催化产氢效率能够达到235.41μmol g^-1 h^-1。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明中硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的合成过程简单且成本低廉，合成的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料不溶于水，利于光催化剂的回收与循环使用；合成的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料在紫外光区和可见光区均有吸收，在光催化产氢领域具有较好的应用前景。

附图说明

图1是实施例1制得的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的扫描电镜图；

图2是实施例1制得的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的扫描电镜图；

图3是实施例1制得的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的粉末XRD图谱；

图4是实施例1制得的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料的紫外可见光谱吸收图谱。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

电子天平准确称量0.4mmoL乙酸镉放入100mL烧杯中，加入100μL巯基乙酸搅拌30min，再加入NaOH调整混合体系的pH值为6.2，滴加4mL、0.25moL/L TAA溶液至烧杯中，溶液呈黄绿色，然后加入0.0097g钼酸钠和0.0122g硫脲搅拌30min，将上述混合溶液转移至消解式水热反应釜中以3℃/min的升温速率升温至200℃恒温24h，再以3℃/min的降温速率降温至30℃，将产物离心洗涤后真空干燥得到目标产物硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料。

实施例2

电子天平准确称量0.4mmoL氯化镉放入100mL烧杯中，加入100μL巯基乙酸搅拌30min，再加入NaOH调整混合体系的pH值为6.2，滴加4mL、0.25moL/L TAA溶液至烧杯中，溶液呈黄绿色，然后加入0.0097g钼酸钠和0.0122g硫脲搅拌30min，将上述混合溶液转移至消解式水热反应釜中以3℃/min的升温速率升温至200℃恒温24h，再以3℃/min的降温速率降温至30℃，将产物离心洗涤后真空干燥得到目标产物硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料。

实施例3

电子天平准确称量0.4mmoL氯化镉放入100mL烧杯中，加入100μL巯基乙醇酸搅拌30min，再加入NaOH调整混合体系的pH值为6.2，滴加4mL、0.25moL/L TAA溶液至烧杯中，溶液呈黄绿色，然后加入0.0097g钼酸钠和0.0122g硫脲搅拌30min，将上述混合溶液转移至消解式水热反应釜中以3℃/min的升温速率升温至200℃恒温24h，再以3℃/min的降温速率降温至30℃，将产物离心洗涤后真空干燥得到目标产物硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料。

实施例4

电子天平准确称量0.4mmoL氯化镉放入100mL烧杯中，加入100μL巯基乙醇酸搅拌30min，再加入NaOH调整混合体系的pH值为6.2，滴加4mL、0.25moL/L Na₂S溶液至烧杯中，溶液呈黄绿色，然后加入0.0097g钼酸钠和0.0122g硫脲搅拌30min，将上述混合溶液转移至消解式水热反应釜中以3℃/min的升温速率升温至200℃恒温24h，再以3℃/min的降温速率降温至30℃，将产物离心洗涤后真空干燥得到目标产物硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料。

实施例5

硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料光催化产氢的应用

称取制备好的硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料25mg，将硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料倒在含有Na₂SO₃和Na₂S的50mL水溶液的石英反应器中，用磁力搅拌器搅拌均匀，在300W的氙灯光源照射下用Labsolar-III(AG)系统对样品的光解水产氢性能进行测试。并通过光催化制氢实验得出硫化钼掺杂硫化镉微纳米材料中Cd与Mo的最佳摩尔比为10:1，光催化产氢效率能够达到235.41μmol g^-1 h^-1。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。