一种CuSCN/CoS2复合光催化材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术提出一种CuSCN/CoS2复合光催化材料、制备方法及应用，该方法包括如下步骤：称取Co(NO3)2·

【技术实现步骤摘要】
一种CuSCN/CoS2复合光催化材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及光催化材料制备
，特别涉及一种CuSCN/CoS2复合光催化材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]在工业发展历程中，作为行业发展的必要能源来源的化石燃料的消耗量逐年增加，导致自然碳循环退化以及大气CO2浓度激增。特别是近数十年来，由于人口的高速增加与工业的快速发展，人类呼吸和化石燃料燃烧产生的CO2产量已远远超过历史水平。此外，人类发展导致的生态破坏，也削弱了自然界吸收CO2的能力，造成大气中CO2浓度的上升。
[0003]目前，关于CO2固定与转化的研究变的逐渐热门。特别是针对减少大气中的CO2浓度的方法包括捕获、存储、转化以及再利用等。利用CO2这一潜在的碳资源，成为了减少CO2的非常有前景的方向。在此种背景下，各种有关CO2还原转化的方法渐渐发展起来。常见的还原途径包括：电化学还原、光化学还原与生物转化。其中最有前景的，则是采用光化学还原转化CO2的方法研究。将大自然近乎无限的太阳能转化为可用的化学能，实现了CO2的转化与利用。
[0004]CO2的光催化还原是一种表面/界面反应，用于半导体光催化还原CO2的催化剂包括金属氧化物(如In2O3，WO3，TiO2)，金属硫化物(如CoS2，MoS2，SnS2)，氮化物(g
‑
C3N4)，卤氧铋(BiOCl，BiOBr)以及双金属氢氧化物(NiAl
‑
LDH)等。虽然上面提到的光催化剂已被证明能够光催化还原CO2，但是仍然有一些缺点。例如，卤氧铋化合物虽然具有很强的氧化能力，但其导带的底部位置不够负，其还原性能不是很好；另外有一些光催化剂的化学性质易被改变，在光照的过程中结构可能被破坏，甚至被改变性质之后的物质对环境不友好造成危害。
[0005]CoS2已经广泛应用于光解水制氢，是一种很好的光催化材料，其具有很宽的光响应范围，由于其带隙较窄，可以高效地利用太阳光。与此同时，窄的带隙造成其电子和空穴在被光的能量激发后会较快的复合，将不利于光催化还原CO2。而且窄的带隙也说明其导带的位置不够负，或者其价带位置不够正。也即：CoS2通过光激发产生的电荷的氧化或者还原能力比较弱，不利于光催化还原CO2。然而，CuSCN的带隙(≥3.5eV)较宽，光激发产生的电荷的氧化或者还原能力较强，但是对光响应范围窄，太阳光利用率低。
[0006]基于此，有必要提出一种能够联合CuSCN与CoS2制备得到一种复合光催化剂，以实现良好的CO2的光催化还原效果。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术的目的在于提供一种CuSCN/CoS2复合光催化材料，通过CuSCN与CoS2构建复合光催化剂，从而调节能带结构得到合适的电位，提高可见光还原CO2的活性。
[0008]具体的，本专利技术提出一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
[0009]步骤一、称取预设质量比为A∶B∶C的Co(NO3)2·
6H2O、Cu(NO3)2·
3H2O与KSCN进行混
合研磨，以得到Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物；
[0010]步骤二、之后将所得到的混合物转移至氧化铝坩埚中，在无惰性气体保护的气氛下，以过量的KSCN作为融盐介质，在第一温度下焙烧第一时间，Cu(SCN)2自身氧化还原成CuSCN和(SCN)2，Co(SCN)2则被氧化为CoS2；
[0011]步骤三、待自然冷却至室温后用去离子水洗涤，最后在真空干燥箱中控制在第二温度下干燥第二时间，以得到CuSCN/CoS2复合光催化材料。
[0012]本专利技术提出一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，称取预设质量比为A∶B∶C的Co(NO3)2·
6H2O、Cu(NO3)2·
3H2O与KSCN进行混合研磨，以得到Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物；之后将所得到的混合物转移至氧化铝坩埚中，在无惰性气体保护的气氛下，以过量的KSCN作为融盐介质，在第一温度下焙烧第一时间，Cu(SCN)2自身氧化还原成CuSCN和(SCN)2，Co(SCN)2则被氧化为CoS2；待自然冷却至室温后用去离子水洗涤，最后在真空干燥箱中控制在第二温度下干燥第二时间，以得到CuSCN/CoS2复合光催化材料。本专利技术提出的CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，通过将CuSCN与CoS2进行复合，增强其对光的利用率合光生载流子的分离与转移能力，并且提高可见光催化CO2还原为CO的活性。
[0013]所述一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其中，在所述步骤一中，A的取值为0.01～0.11g，B的取值为1.31～1.51g，C的取值为10g。
[0014]所述一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其中，所述第一温度为300℃，所述第一时间为2h，所述第二温度为60℃，所述第二时间为8h。
[0015]所述一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其中，在所述步骤一中，在Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物中，Co(SCN)2的颜色为深蓝色，Cu(SCN)2的颜色为黑色；
[0016]在所述步骤三中，CuSCN/CoS2复合光催化材料的颜色为黑色。
[0017]所述一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
[0018]步骤一、称取0.01g的Co(NO3)2·
6H2O、1.51g的Cu(NO3)2·
3H2O以及10g的KSCN加入研钵进行充分研磨，以得到Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物；
[0019]步骤二、之后将所得到的混合物转移至氧化铝坩埚中，在无惰性气体保护的气氛下，以过量的KSCN作为融盐介质，在300℃温度下焙烧2h，Cu(SCN)2自身氧化还原成CuSCN和(SCN)2，Co(SCN)2则被氧化为CoS2；
[0020]步骤三、待自然冷却至室温后用去离子水洗涤，最后在真空干燥箱中控制在60℃的温度下干燥8h，以得到CuSCN/CoS2复合光催化材料。
[0021]所述一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
[0022]步骤一、称取0.05g的Co(NO3)2·
6H2O、1.46g的Cu(NO3)2·
3H2O以及10g的KSCN加入研钵进行充分研磨，以得到Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物；
[0023]步骤二、之后将所得到的混合物转移至氧化铝坩埚中，在无惰性气体保护的气氛下，以过量的KSCN作为融盐介质，在300℃温度下焙烧2h，Cu(SCN)2自身氧化还原成CuSCN和(SCN)2，Co(SCN)2则被氧化为CoS2；
[0024]步骤三、待自然冷却至室温后用去离子水洗涤，最后在真空干燥箱中控制在60℃的温度下干燥8h，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一、称取预设质量比为A∶B∶C的Co(NO3)2·
6H2O、Cu(NO3)2·
3H2O与KSCN进行混合研磨，以得到Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物；步骤二、之后将所得到的混合物转移至氧化铝坩埚中，在无惰性气体保护的气氛下，以过量的KSCN作为融盐介质，在第一温度下焙烧第一时间，Cu(SCN)2自身氧化还原成CuSCN和(SCN)2，Co(SCN)2则被氧化为CoS2；步骤三、待自然冷却至室温后用去离子水洗涤，最后在真空干燥箱中控制在第二温度下干燥第二时间，以得到CuSCN/CoS2复合光催化材料。2.根据权利要求1所述的一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，A的取值为0.01～0.11g，B的取值为1.31～1.51g，C的取值为10g。3.根据权利要求2所述的一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述第一温度为300℃，所述第一时间为2h，所述第二温度为60℃，所述第二时间为8h。4.根据权利要求3所述的一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，在Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物中，Co(SCN)2的颜色为深蓝色，Cu(SCN)2的颜色为黑色；在所述步骤三中，CuSCN/CoS2复合光催化材料的颜色为黑色。5.根据权利要求4所述的一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一、称取0.01g的Co(NO3)2·
6H2O、1.51g的Cu(NO3)2·
3H2O以及10g的KSCN加入研钵进行充分研磨，以得到Cu(SCN)2和Co(SCN)2的混合物；步骤二、之后将所得到的混合物转移至氧化铝坩埚中，在无惰性气体保护的气氛下，以过量的KSCN作为融盐介质，在300℃温度下焙烧2h，Cu(SCN)2自身氧化还原成CuSCN和(SCN)2，Co(SCN)2则被氧化为CoS2；步骤三、待自然冷却至室温后用去离子水洗涤，最后在真空干燥箱中控制在60℃的温度下干燥8h，以得到CuSCN/CoS2复合光催化材料。6.根据权利要求4所述的一种CuSCN/CoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一、称取0.015g的Co(NO3)2·
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，王福林，余长林，史开洋，李祥伟，曾琴，徐紫涵，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：