1:9、 1:10、1:11 或 1:12〇
[0034] 其中,在所述光解制氫方法中,所述萌蘆串結(jié)構(gòu)的硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合 材料與乳酸和水所組成的混合物的質(zhì)量體積比為I: l_3mg/ml,即每Img所述復(fù)合材料加入 至Ij I-3ml的混合物中。
[0035] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn),本發(fā)明所獲得的具體特定形貌的硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料 在光照條件下,可以將水通過光解而制備得到氫氣,具有非常優(yōu)異的產(chǎn)氫速率,為光解制氫 提供了全新和高效的光解復(fù)合材料,在工業(yè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力和工業(yè)價值。
【附圖說明】
[0036] 圖1是本發(fā)明實施例1所制得的硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的低倍掃描電 鏡圖(SEM)。
[0037] 圖2是本發(fā)明實施例1所制得的硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的透射電鏡圖 (TEM)及局部的高分辨透射電子顯微鏡圖(即圖2(c)和圖2(d))。
[0038] 圖3是本發(fā)明實施例1所制得的硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的能譜圖 (EDX)。
[0039] 圖4是本發(fā)明實施例1所制得的硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的X射線衍射 圖(XRD)。
[0040] 圖5是使用不同的原料用量比時所得到的不同樣品的SEM圖。
[0041] 圖6是本發(fā)明實施例1中的兩段式微波加熱恒溫反應(yīng)時的隨總保持時間(即第一 段(步驟S2-1)和第二段(步驟S2-2)中的保持時間之和)的延長而得到的萌蘆串狀硫化 鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的生長過程。
[0042] 圖7是本發(fā)明實施例1所制得的萌蘆串狀硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料與純 硫化鎘(CdS)、硫化鎘/碲的簡單物理混合物(CdS/Te)在光解水制氫中的照射時間-產(chǎn)氫 量對比關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0043] 下面通過具體的實施例對本發(fā)明進行詳細說明,但這些例舉性實施方式的用途和 目的僅用來例舉本發(fā)明,并非對本發(fā)明的實際保護范圍構(gòu)成任何形式的任何限定,更非將 本發(fā)明的保護范圍局限于此。
[0044] 實施例1
[0045] Sl :向適量的有機溶劑乙二醇中,加入質(zhì)量比為5:3的二乙基二硫代氨基甲酸碲 (TDEC)和二乙基二硫代氨基甲酸鎘(CED),用磁力攪拌器充分攪拌,混合均勻,得到前驅(qū)反 應(yīng)液;
[0046] S2 :將所述前驅(qū)反應(yīng)液進行兩段式微波加熱恒溫反應(yīng),從而得到硫化鎘-碲異質(zhì) 結(jié)光催化復(fù)合材料,具體為:
[0047] S2-1 :在200W的微波功率下,將步驟Sl得到的所述前驅(qū)反應(yīng)液由室溫加熱至 90°C,并在該溫度下保持5分鐘,得到第一反應(yīng)液;
[0048] S2-2 :將所述第一反應(yīng)液在500W的微波功率下,繼續(xù)加熱至160°C,并在該溫度下 保持5分鐘,得到第二反應(yīng)液;
[0049] S2-3 :將所述第二反應(yīng)液自然冷卻至室溫,并以1000 Orpm的離心速度離心4分鐘, 將所得沉淀先后用無水乙醇和去離子水各洗滌2-3次,然后真空干燥,即得硫化鎘-碲異質(zhì) 結(jié)光催化復(fù)合材料,將其命名為Hl。
[0050] 實施例2-3 :原料用量比的考察
[0051] 除步驟Sl中使用下表1所示不同質(zhì)量比的二乙基二硫代氨基甲酸碲(TDEC)和二 乙基二硫代氨基甲酸鎘(CED)外,其它操作均相同于實施例1,從而進行了實施例2-3,所使 用的原料用量比和復(fù)合材料命名見下表1。
[0052] 表1.不同原料用量比下制得的復(fù)合材料
[0053]
[0054] 實施例4-9 :微波功率的考察
[0055] 實施例4-5 :除步驟S2-1中使用下表2所示的微波功率外,,其它操作均相同于實 施例1,從而進行了實施例4-5。
[0056] 實施例6-7 :除步驟S2-2中使用下表2所示的微波功率外,,其它操作均相同于實 施例1,從而進行了實施例6-7。
[0057] 具體見下表2。
[0058] 表2.不同微波功率下制得的復(fù)合材料
[0059]
[0060] 實施例10-11 :兩段微波加熱恒溫反應(yīng)的考察
[0061] 實施例10 :除省略掉步驟S2-1外,其它操作完全相同于實施例1,即將步驟Sl得 到的所述前驅(qū)反應(yīng)液由室溫直接在500W的微波功率下進行步驟S2-2及后續(xù)的操作,也即 沒有進行步驟S2-1的第一段微波加熱恒溫反應(yīng),將得到的材料命名為H10。
[0062] 實施例11 :除省略掉步驟S2-2外,其它操作完全相同于實施例1,即將步驟Sl得 到的所述前驅(qū)反應(yīng)液僅僅進行步驟S2-1的處理,然后直接進行步驟S2-3的操作,也即沒有 進行步驟S2-2的第二段微波加熱恒溫反應(yīng),將得到的材料命名為H11。
[0063] 實施例12-:步驟Sl中有機溶劑的考察
[0064] 分別將實施例1的步驟Sl中的有機溶劑由乙二醇替換為1,3-丙二醇、1,4-丁二 醇、乙醇、正丁醇、DMF、DMS0和NMP,其它操作均不變,從而順次進行了實施例12-18,將所得 復(fù)合材料順次命名為H12、H13、H14、H15、H16、H17和H18。
[0065] 微觀表征
[0066] 對實施例1所得的萌蘆串狀硫化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料進行了多個不同手 段的微觀表征,結(jié)果如下:
[0067] 1、由圖1的低倍掃描電鏡圖(SEM)可見,所述硫化鎘-碲復(fù)合材料形貌均一、結(jié)構(gòu) 新穎,為萌蘆串狀異結(jié)質(zhì),這些萌蘆串狀異結(jié)質(zhì)的外徑高度相同,長度為4. 8-5.4 μπι,納米 棒寬為300-320nm,納米球外徑為420-520nm〇
[0068] 2、由圖2的透射電鏡圖(b) (TEM)可見,圖中有糖萌蘆串狀異質(zhì)結(jié),而且糖萌蘆串 狀異質(zhì)結(jié)上的棒狀結(jié)構(gòu)外輪廓較暗,內(nèi)部中心較亮,這說明合成出的棒狀結(jié)構(gòu)是空心的管 狀結(jié)構(gòu)。
[0069] 圖2(c)、圖2(d)分別是圖2(b)中圓圈和方框部分的高分辨透射電子顯微鏡圖 像。從圖2(c)中可以看到非常清晰的晶格條紋,而且每個晶格條紋的寬度幾乎一樣,通過 測量,所述晶格條紋的寬度是〇.32nm,這與六方相碲的(011)晶面相一致。
[0070] 圖2(c)中右上角的插圖是樣品的選區(qū)電子衍射(SAED)花樣,從圖中可以清晰地 看出衍射圖是排列有序的點,這說明合成出的樣品上的棒狀結(jié)構(gòu)是單晶而非多晶,而且可 以找到六方相碲的(100)、(011)和(012)晶面。
[0071] 圖2(d)中也可以看到非常清晰的晶格條紋,而且每個晶格條紋的寬度幾乎相同, 通過測量,得出晶格條紋的寬度是〇.36nm,這與六方相硫化鎘的(100)晶面相一致
[0072] 3、由圖3能譜(EDX)測試表明:樣品中含有Cd、S、Te三種元素,說明制備的萌蘆串 狀復(fù)合材料含有Cd、S、Te三種元素(其中Cu元素來自于測試樣品所需的Cu網(wǎng)樣品架)。
[0073] 4、由圖4的X射線衍射圖(XRD)可見,以CED為鎘源和以TDEC為碲源得到樣品 的XRD衍射花樣中,帶黑色實心方框標(biāo)記的衍射峰為Te的衍射峰,五角星標(biāo)記的衍射峰為 CdS-Te異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料樣品中CdS (002)的衍射峰。
[0074] 因此,通過比對這些衍射峰,可知本發(fā)明通過特定的制備方法而成功合成出了 CdS-Te異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料。
[0075] 5、圖5 (a) - (c)分別為實施例2的H2、實施例1的Hl和實施例3的H3的SEM圖,由 此可見,作為原料的TDCE/CED質(zhì)量比對最終產(chǎn)物的形態(tài)有著決定性的影響,只有當(dāng)TDCE/ CED為5:3時,才能產(chǎn)生形態(tài)最好的萌蘆串狀。
[0076] 6、圖6是本發(fā)明實施例1中的兩段式微波加熱恒溫反應(yīng)時的隨總保持時間(即第 一段(步驟S2-1)和第二段(步驟S2-2)中的保持時間之和)的延長而得到的萌蘆串狀硫 化鎘-碲異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合材料的生長過程,其中各個圖所對應(yīng)的