一种WO2.72/ZnS光催化复合材料的制备方法及其在光催化产氢方面的应用

本发明属于光催化材料领域，特别涉及一种wo2.72/zns光催化复合材料的制备方法及其在光催化产氢方面的应用

背景技术：

1、目前，人类社会的能源使用现状呈现出多样化的趋势，主要特点如下：1.能源结构多样化：传统化石燃料仍占主导地位：石油、天然气和煤炭依然是全球主要的能源来源，约占能源消费总量的80％左右。石油主要用于交通运输，煤炭主要用于发电和工业生产。2.能源消费量持续增长：全球能源需求上升：随着人口增长和经济发展，全球能源需求不断增加。特别是发展中国家，如印度，能源消耗显著增加。3.能源转型与低碳化：减碳目标与政策：为了应对气候变化，全球多个国家和地区提出了碳中和目标，积极推动低碳能源技术的发展和应用，如电动汽车、氢能和碳捕获技术。光催化是一种利用光能激发催化剂产生化学反应的过程。其主要机制是通过光催化剂吸收光能，产生电子和空穴对，这些电子和空穴能与周围的化学物质反应，从而引发一系列氧化还原反应。光催化技术因其高效、环保和可利用光能进行反应而受到广泛关注。

2、硫化锌(zns)光催化剂是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质在光催化领域中受到广泛关注。优点：高光催化活性：zns具有较高的光催化活性，特别在紫外光照射下。化学稳定性：zns在酸性和碱性条件下表现出良好的化学稳定性。环境友好：zns无毒、无污染，是一种环保的光催化材料。其在光催化领域有多种应用。如：水分解制氢：zns作为光催化剂可以将水分解成氢气和氧气，提供一种清洁的制氢方式。有机污染物降解：zns能够降解有机污染物，如染料和农药，净化水体和环境。空气净化：zns可以用来去除空气中的有害物质，如挥发性有机化合物(vocs)。wo2.72是一种重要的光催化剂，因其独特的结构和光学性质，在光催化领域中也表现出卓越的性能。其优点有：高光催化活性：wo2.72具有较高的光催化活性，尤其在可见光下表现出卓越的性能。良好的光响应：其宽带隙和缺氧结构使其能够有效地响应紫外光和部分可见光。化学稳定性强：wo2.72在各种环境条件下具有较高的化学稳定性，不易被光腐蚀。

3、光催化产氢是一种环保、可持续的制氢方式，不依赖化石燃料；其直接利用太阳光进行水分解，有望实现大规模、低成本的制氢。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种催化效率高的wo2.72/zns光催化材料的制备方法。

2、本发明采用的技术方案是：一种wo2.72/zns光催化复合材料的制备方法，包括如下步骤：

3、1)采用水热法分别合成zns和wo2.72；

4、2)将步骤1)所得的zns和wo2.72加入到无水乙醇中，搅拌2～6小时，抽滤，洗涤，

5、干燥得到wo2.72/zns光催化复合材料。

6、上述的制备方法，所述的wo2.72的制备方法包括如下步骤，将钨源和无水乙醇搅拌均匀，进行水热反应，冷却降温，离心洗涤，干燥得到wo2.72。

7、上述的制备方法，所述的水热反应是在180℃下反应24h。

8、上述的制备方法，所述的钨源为氯化钨。

9、上述的制备方法，zns制备方法包括如下步骤：将锌盐和硫源加水混合后搅拌，混合均匀，将混合物转移到反应釜中，进行水热反应，冷却，离心，洗涤，干燥得到zns。

10、上述的制备方法，所用硫源为硫脲，锌盐为乙酸锌二水合物。

11、上述的制备方法，按摩尔比，锌盐：硫源＝1:2。

12、上述的制备方法，所述的水热是在200℃下反应为4-8h。

13、上述的方法制备的wo2.72/zns光催化材料在光催化产氢中的应用。

14、上述的应用，方法如下，采用光催化密封反应池为反应器，以乳酸水溶液作为反应介质，以氙灯作为光源，用模拟太阳光作为辐射光，wo2.72/zns为催化剂进行光催化产氢。

15、优选的，上述的应用，以乳酸作为空穴牺牲剂，氙灯电流为20a。

16、本发明的有益效果是：本发明采用绿色、简单水热法以及简易的浸渍法制备wo2.72/zns复合催化剂。本发明提供的wo2.72/zns光催化材料催化效率高，反应迅速。在氙灯电流为20a的光照下，乳酸的水溶液中，连续光照1h的条件下，氢气生成速率达到了1132μmol/g/h。

技术特征：

1.一种wo2.72/zns光催化复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的wo2.72的制备方法包括如下步骤，将钨源和无水乙醇搅拌均匀，进行水热反应，冷却降温，离心洗涤，干燥得到wo2.72。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的水热反应是在180℃下反应24h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的钨源为氯化钨。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，zns制备方法包括如下步骤：将锌盐和硫源加水混合后搅拌，混合均匀，将混合物转移到反应釜中，进行水热反应，冷却，离心，洗涤，干燥得到zns。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所用硫源为硫脲，锌盐为乙酸锌二水合物。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，按摩尔比，锌盐：硫源＝1:2。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的水热反应是在200℃下反应4-8h。

9.根据权利要求1所述的方法制备的wo2.72/zns光催化材料在光催化产氢中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，方法如下，采用光催化密封反应池为反应器，以乳酸水溶液作为反应介质，以氙灯作为光源，用模拟太阳光作为辐射光，wo2.72/zns为催化剂进行光催化产氢。

技术总结本发明公开一种WO<subgt;2.72</subgt;/ZnS光催化复合材料的制备方法及其在光催化产氢方面的应用。WO<subgt;2.72</subgt;/ZnS光催化复合材料的制备方法，包括如下步骤：采用水热法分别合成ZnS和WO<subgt;2.72</subgt;；将所得的ZnS和WO<subgt;2.72</subgt;加入到无水乙醇中，搅拌2～6小时，抽滤，洗涤，干燥得到WO<subgt;2.72</subgt;/ZnS光催化复合材料。本发明得到的催化剂在光催化产氢反应中具有较为优良的催化效果。在氙灯电流为20A的光照下，乳酸的水溶液中，连续光照1h的条件下，氢气生成速率达到了1132μmol/g/h。技术研发人员：姜毅,郑鸿帅,夏立新受保护的技术使用者：辽宁大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4