【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無機催化劑領域，特別涉及一種銅摻雜硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)復合可見光催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、自從“碳中和”和“碳排放”被提出以來，國家加快提出了清潔能源和可再生能源的發展政策。其中，氫能因其能源的熱值高，生成物無污染等特點，受到了國家與廣大學者的關注，氫氣來源分為灰氫、藍氫與綠氫。其中灰氫在產生氫氣的同時，也會排放二氧化碳，藍氫在灰氫的基礎上使用了碳捕捉的手段，降低了碳排放，而綠氫是利用可再生能源如太陽能，風能等產生氫氣，過程基本不產生碳排放。金屬硫化物在光催化制氫中具有巨大的應用潛力，其中最典型的有zn0.5cd0.5s，znin2s4等。
2、zn0.5cd0.5s具有合適的能帶間隙，較好的抗光腐蝕和可見光響應能力，但是單純的zn0.5cd0.5s進行光催化制氫時，光生載流子復合較快、穩定性較差導致制氫效果的不理想。
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術的不足，本專利技術旨在提供一種銅(cu)摻雜硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)復合可見光催化劑及其制備方法。相比其他金屬而言，cu摻雜zn0.5cd0.5s，銅的價位偏移，在zn0.5cd0.5s中摻雜形成缺陷結構，降低了zn0.5cd0.5s光生載流子的復合速率，增強了催化劑的耐腐蝕度，并提高了光催化的活性。
2、本專利技術提供了一種銅(cu)摻雜硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)復合可見光催化劑，通過先將鋅源、鎘源、硫源混合生成zn0.5cd0.5s前驅液，
3、本專利技術還提供了一種銅(cu)摻雜硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)復合可見光催化劑的制備方法，具體步驟如下：
4、(1)將乙酸鋅(zn(ch3coo)2·2h2o)和乙酸鎘(cd(ch3coo)2·2h2o)溶解于去離子水中，在上述溶液中加入硫化鈉(nas·9h2o)溶液，攪拌2-3h，生成zn0.5cd0.5s前驅液。
5、(2)在上述溶液中加入一定量的硝酸銅(cu(no3)2·3h2o)溶液，攪拌10min使均勻。
6、(3)將上述溶液倒入不銹鋼高壓反應釜中，在160℃烘箱中反應4-6h；
7、(4)等待冷卻后，將其倒入離心管，在3000rpm下離心3次，每次5min，每次離心加入去離子水，離心一次倒掉上端廢水，然后重新倒入去離子水；將離心后的沉淀物倒入玻璃皿中，然后放入60℃真空烘箱中烘干，即得銅摻雜zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑固體顆粒，然后利用研磨器研磨成粉末。
8、進一步的，步驟(1)中乙酸鋅、乙酸鎘和硫化鈉的摩爾比為5:5:12。
9、進一步的，步驟(1)的體系中，乙酸鋅的摩爾濃度為0.025mol/l，乙酸鎘的摩爾濃度為0.025mol/l，硫化鈉的摩爾濃度為0.05mol/l。
10、進一步的，步驟(2)中，硝酸銅(cu(no3)2·3h2o)溶液為0.1mol/l，其加入量分別為4.72ml，9.48ml，14.22ml，18.96ml，分別對應cu摻雜比5wt％，10wt％，15wt％，20wt％。
11、本專利技術還提供了上述cu/zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑在光催化制氫中的應用，具體的，銅(cu)摻雜硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)復合可見光催化劑光催化實驗步驟為：將cu/zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑、犧牲劑和去離子水混合，在300w氙燈照射下進行實驗，利用25℃冷卻水循環，利用氣相色譜儀檢測氫氣的產量。其中，犧牲劑為亞硫酸鈉和硫化鈉，亞硫酸鈉與硫化鈉的摩爾比為7:6；催化劑的用量為2g/l。
12、本專利技術提供的銅(cu)摻雜硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)復合可見光催化劑具有較高光催化產氫活性，相較于硫化鋅鎘(zn0.5cd0.5s)光催化劑具有較高的產氫率，且制備方法簡單，具有一定的應用價值。
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1.一種銅摻雜Zn0.5Cd0.5S復合可見光催化劑，其特征在于，所述銅摻雜Zn0.5Cd0.5S復合可見光催化劑通過先將鋅源、鎘源、硫源混合生成Zn0.5Cd0.5S前驅液，再加入銅源后進行水熱反應制得，其中銅元素的摻雜量為Zn0.5Cd0.5S質量的5wt％～20wt％。
2.一種如權利要求1所述的銅摻雜Zn0.5Cd0.5S復合可見光催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述的銅摻雜Zn0.5Cd0.5S復合可見光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中乙酸鋅、乙酸鎘和硫化鈉的摩爾比為5:5:12。
4.根據權利要求2所述的銅摻雜Zn0.5Cd0.5S復合可見光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)的體系中，乙酸鋅的摩爾濃度為0.025mol/L，乙酸鎘的摩爾濃度為0.025mol/L，硫化鈉的摩爾濃度為0.05mol/L。
5.根據權利要求2所述的銅摻雜Zn0.5Cd0.5S復合可見光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，硝酸銅溶液的摩爾濃度為0.1mol/L。
6.一種如權利
...【技術特征摘要】
1.一種銅摻雜zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑，其特征在于，所述銅摻雜zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑通過先將鋅源、鎘源、硫源混合生成zn0.5cd0.5s前驅液，再加入銅源后進行水熱反應制得，其中銅元素的摻雜量為zn0.5cd0.5s質量的5wt％～20wt％。
2.一種如權利要求1所述的銅摻雜zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述的銅摻雜zn0.5cd0.5s復合可見光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中乙酸鋅、乙酸鎘和硫化鈉的摩爾比為5:5:12。
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳海飛，朱雨威，楊潔，武靖，蔣綠林，于海龍，孫運蘭，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：
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