本發(fā)明屬于光催化材料領(lǐng)域，特別涉及一種wo2.72/zns光催化復(fù)合材料的制備方法及其在光催化產(chǎn)氫方面的應(yīng)用

背景技術(shù)：

1、目前，人類社會(huì)的能源使用現(xiàn)狀呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)，主要特點(diǎn)如下：1.能源結(jié)構(gòu)多樣化：傳統(tǒng)化石燃料仍占主導(dǎo)地位：石油、天然氣和煤炭依然是全球主要的能源來源，約占能源消費(fèi)總量的80％左右。石油主要用于交通運(yùn)輸，煤炭主要用于發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)。2.能源消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)：全球能源需求上升：隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全球能源需求不斷增加。特別是發(fā)展中國(guó)家，如印度，能源消耗顯著增加。3.能源轉(zhuǎn)型與低碳化：減碳目標(biāo)與政策：為了應(yīng)對(duì)氣候變化，全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了碳中和目標(biāo)，積極推動(dòng)低碳能源技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，如電動(dòng)汽車、氫能和碳捕獲技術(shù)。光催化是一種利用光能激發(fā)催化劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的過程。其主要機(jī)制是通過光催化劑吸收光能，產(chǎn)生電子和空穴對(duì)，這些電子和空穴能與周圍的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，從而引發(fā)一系列氧化還原反應(yīng)。光催化技術(shù)因其高效、環(huán)保和可利用光能進(jìn)行反應(yīng)而受到廣泛關(guān)注。

2、硫化鋅(zns)光催化劑是一種重要的半導(dǎo)體材料，因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)在光催化領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注。優(yōu)點(diǎn)：高光催化活性：zns具有較高的光催化活性，特別在紫外光照射下。化學(xué)穩(wěn)定性：zns在酸性和堿性條件下表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性。環(huán)境友好：zns無毒、無污染，是一種環(huán)保的光催化材料。其在光催化領(lǐng)域有多種應(yīng)用。如：水分解制氫：zns作為光催化劑可以將水分解成氫氣和氧氣，提供一種清潔的制氫方式。有機(jī)污染物降解：zns能夠降解有機(jī)污染物，如染料和農(nóng)藥，凈化水體和環(huán)境?？諝鈨艋簔ns可以用來去除空氣中的有害物質(zhì)，如揮發(fā)性有機(jī)化合物(vocs)。wo2.72是一種重要的光催化劑，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，在光催化領(lǐng)域中也表現(xiàn)出卓越的性能。其優(yōu)點(diǎn)有：高光催化活性：wo2.72具有較高的光催化活性，尤其在可見光下表現(xiàn)出卓越的性能。良好的光響應(yīng)：其寬帶隙和缺氧結(jié)構(gòu)使其能夠有效地響應(yīng)紫外光和部分可見光。化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)：wo2.72在各種環(huán)境條件下具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，不易被光腐蝕。

3、光催化產(chǎn)氫是一種環(huán)保、可持續(xù)的制氫方式，不依賴化石燃料；其直接利用太陽(yáng)光進(jìn)行水分解，有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本的制氫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種催化效率高的wo2.72/zns光催化材料的制備方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種wo2.72/zns光催化復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

3、1)采用水熱法分別合成zns和wo2.72；

4、2)將步驟1)所得的zns和wo2.72加入到無水乙醇中，攪拌2～6小時(shí)，抽濾，洗滌，

5、干燥得到wo2.72/zns光催化復(fù)合材料。

6、上述的制備方法，所述的wo2.72的制備方法包括如下步驟，將鎢源和無水乙醇攪拌均勻，進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻降溫，離心洗滌，干燥得到wo2.72。

7、上述的制備方法，所述的水熱反應(yīng)是在180℃下反應(yīng)24h。

8、上述的制備方法，所述的鎢源為氯化鎢。

9、上述的制備方法，zns制備方法包括如下步驟：將鋅鹽和硫源加水混合后攪拌，混合均勻，將混合物轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻，離心，洗滌，干燥得到zns。

10、上述的制備方法，所用硫源為硫脲，鋅鹽為乙酸鋅二水合物。

11、上述的制備方法，按摩爾比，鋅鹽：硫源＝1:2。

12、上述的制備方法，所述的水熱是在200℃下反應(yīng)為4-8h。

13、上述的方法制備的wo2.72/zns光催化材料在光催化產(chǎn)氫中的應(yīng)用。

14、上述的應(yīng)用，方法如下，采用光催化密封反應(yīng)池為反應(yīng)器，以乳酸水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，以氙燈作為光源，用模擬太陽(yáng)光作為輻射光，wo2.72/zns為催化劑進(jìn)行光催化產(chǎn)氫。

15、優(yōu)選的，上述的應(yīng)用，以乳酸作為空穴犧牲劑，氙燈電流為20a。

16、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用綠色、簡(jiǎn)單水熱法以及簡(jiǎn)易的浸漬法制備wo2.72/zns復(fù)合催化劑。本發(fā)明提供的wo2.72/zns光催化材料催化效率高，反應(yīng)迅速。在氙燈電流為20a的光照下，乳酸的水溶液中，連續(xù)光照1h的條件下，氫氣生成速率達(dá)到了1132μmol/g/h。

技術(shù)特征：

1.一種wo2.72/zns光催化復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的wo2.72的制備方法包括如下步驟，將鎢源和無水乙醇攪拌均勻，進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻降溫，離心洗滌，干燥得到wo2.72。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的水熱反應(yīng)是在180℃下反應(yīng)24h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的鎢源為氯化鎢。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，zns制備方法包括如下步驟：將鋅鹽和硫源加水混合后攪拌，混合均勻，將混合物轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻，離心，洗滌，干燥得到zns。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所用硫源為硫脲，鋅鹽為乙酸鋅二水合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，按摩爾比，鋅鹽：硫源＝1:2。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的水熱反應(yīng)是在200℃下反應(yīng)4-8h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的wo2.72/zns光催化材料在光催化產(chǎn)氫中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，方法如下，采用光催化密封反應(yīng)池為反應(yīng)器，以乳酸水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，以氙燈作為光源，用模擬太陽(yáng)光作為輻射光，wo2.72/zns為催化劑進(jìn)行光催化產(chǎn)氫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種WO<subgt;2.72</subgt;/ZnS光催化復(fù)合材料的制備方法及其在光催化產(chǎn)氫方面的應(yīng)用。WO<subgt;2.72</subgt;/ZnS光催化復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：采用水熱法分別合成ZnS和WO<subgt;2.72</subgt;；將所得的ZnS和WO<subgt;2.72</subgt;加入到無水乙醇中，攪拌2～6小時(shí)，抽濾，洗滌，干燥得到WO<subgt;2.72</subgt;/ZnS光催化復(fù)合材料。本發(fā)明得到的催化劑在光催化產(chǎn)氫反應(yīng)中具有較為優(yōu)良的催化效果。在氙燈電流為20A的光照下，乳酸的水溶液中，連續(xù)光照1h的條件下，氫氣生成速率達(dá)到了1132μmol/g/h。

技術(shù)研發(fā)人員：姜毅,鄭鴻帥,夏立新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4