CN104923264B - 一种贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法和应用 - Google Patents
一种贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法和应用，该光催化剂由贵金属Pt、Pd或Ru和纳米棒状CdS构成，通过一锅的溶剂热法实现纳米棒状CdS的形成和贵金属的沉积修饰。本发明的光催化剂具有纳米棒状形貌，在贵金属含量仅为0.06wt.％时即可表现出高效、稳定的可见光分解水产氢活性，本发明的催化剂制备工艺简单，所要求的贵金属含量远低于已报道产品，大幅度降低了催化剂成本，所得样品具有高效、稳定的可见光分解水产氢活性。
Description
技术领域
本发明属于材料制备领域，具体涉及到一种低含量贵金属修饰纳米棒状CdS光催化剂的一步制备及其在可见光下光催化分解水生产氢气的研究。
背景技术
化石能源枯竭所导致的能源危机以及大规模使用化石能源所引起的环境污染是当今世界可持续发展所面临的两大问题。氢能以其清洁、来源广、燃烧热值高等优点被认为是解决这两大问题的理想方案。开发以氢能为代表的清洁、高效、可持续的新能源，无论对世界、还是对中国的可持续发展都极具意义。
作为典型的二次能源，自然界中单质态的氢极少存在，因此必须将含氢物质转化后方能得到氢气。目前的制氢原料主要基于各种化石燃料、水、生物质等。按底物能否再生分为不可再生制氢和可再生制氢两种途径。大概95％氢是通过重整煤、天然气、石油等化石燃料来获得。基于化石能源的枯竭及环境问题，从化石资源获取氢能并不是长久之计。电解水制氢是目前仅次于天然气重整制氢的第二大制氢方法，占现有制氢总量的4％左右。电解水制氢存在的最大问题是槽电压过高，导致能耗大，制氢成本高。另一方面，对水源的纯度要求高，使用有杂质的水会显著降低电解池使用寿命。太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应产生的能量，每年辐射到地面的太阳能高达173,000TW，而全人类每年消耗的能源总量却不及这个数值的百分之一。如果能利用太阳能来制氢，那就等于把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源，其意义十分重大。1972年Honda和Fujishima应用n-TiO2电极首次实现了光电催化分解水制氢[Nature 1972,238(5358),37-38]，正式拉开了光催化分解水产氢的研究序幕。
光解水产氢的基本原理是建立在半导体能带理论基础上，其整个过程可分为三个部分：(1)载流子的产生。当入射光光子能量大于半导体的带隙时，电子就会被激发，从价带跃迁到导带，同时在价带上留下一个带正电荷的空穴；(2)载流子的分离和迁移。上述光生电子和空穴从体相迁移至催化剂表面；(3)表面载流子同水的反应。当半导体的价带电势高于VO2/H2O＝1.23V(vs.NHE,pH＝7)时水就会被空穴氧化，生成氧气。当导带的电势低于 时，水就会被光生电子还原为氢气。光解水的量子效率主要制约于光催化剂的光吸收范围、载流子的有效分离和表面水的氧化还原反应等三个过程。
CdS是最为典型的可见光光解水催化剂，其带隙为2.4eV，可有效利用太阳光谱中占主要部分的可见光。制备特定形貌如具有量子限域效应的一维纳米棒状的CdS或对其进行贵金属修饰(如能形成肖特基势垒的Pt、Pd或Ru等)，能显著提高光生载流子的迁移和分离效率，进而提高产氢量子效率和抑制CdS的光腐蚀现象发生。此外，贵金属由于析氢过电势小，在光解水反应中还通常用来作为产氢活性位。因此，制备贵金属修饰的纳米棒状CdS有望显著提高CdS光解水产氢效率。然而，目前绝大多数贵金属修饰的光催化剂是通过后期浸渍和还原处理进行制备。在制备完主体光催化剂后还涉及到浸渍、还原、洗涤、烘干等多步流程，制备工艺复杂。此外，所修饰负载上的贵金属团聚严重，不能有效利用，贵金属含量至少要求在0.5wt.％[J.Phys.Chem.C 2013,117,783-790；Journal of MaterialsChemistry A 2014,2,3407-3416]以上方可显著提高产氢效率。因此，如何简化制备工艺和高效分散利用贵金属是开发高活性光解水催化剂和制备负载型贵金属催化剂等领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明旨在提供一种新型的贵金属(Pt、Pd或Ru)修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法和可见光分解水产氢应用，所要解决的技术问题是现有光解水催化剂制备工艺的复杂和贵金属利用率低下。本发明提供了一种简便合成方法，通过一步操作实现CdS纳米棒的形成和贵金属的修饰。本发明所得CdS具有纳米棒状形貌，在贵金属含量仅为0.06wt.％时即可表现出高效、稳定的可见光分解水产氢活性。
本发明解决技术问题，采用如下技术方案：
本发明贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法，其特点在于按如下步骤进行：
(1)将贵金属前驱物溶于水中，获得贵金属前驱物溶液；
(2)称取四水合硝酸镉和硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)向所述原料溶液中搅拌加入步骤(1)所获得的贵金属前驱物溶液，随后加入硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂。
本发明所得贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂中贵金属的修饰量为0.06～0.5wt.％。
优选的，步骤(1)中所述贵金属前驱物为H2PtCl6·6H2O、PdCl2或RuCl3·xH2O，在RuCl3·xH2O中Ru质量含量38％-42％。步骤(2)中四水合硝酸镉、硫脲及乙二胺的比为4.66g：3.45g：60mL；步骤(3)中所述硼氢化钠与四水合硝酸镉的质量比为0.15～0.25g：4.66g。
为获得具有所需要的贵金属修饰量的CdS纳米棒，在前期投料时，首先根据四水合硝酸镉和所得产物CdS纳米棒的摩尔量相同，通过四水合硝酸镉的质量算得CdS纳米棒产物的质量，然后再根据该质量确定修饰的贵金属元素的质量，从而确定前期投料时所用贵金属前驱物溶液的用量。
当所用贵金属前驱物为H2PtCl6·6H2O时，Pt修饰的CdS纳米棒光催化剂按如下步骤进行制备：
(1)取1g H2PtCl6·6H2O试剂溶于37.5mL水中，获得Pt前驱物溶液；
(2)称取4.66g四水合硝酸镉和3.45g硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)搅拌下向所述原料溶液中加入130μL～1.08mL所述Pt前驱物溶液，随后加入0.20g硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得Pt修饰的CdS纳米棒光催化剂，Pt的修饰量为0.06～0.5wt.％。
当所用贵金属前驱物为RuCl3·xH2O时，Ru修饰的CdS纳米棒光催化剂按如下步骤进行制备：
(1)取0.5g RuCl3·xH2O试剂溶于50mL水中，获得Ru前驱物溶液，在RuCl3·xH2O中Ru质量含量为38％-42％；
(2)称取4.66g四水合硝酸镉和3.45g硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)搅拌下向所述原料溶液中加入268μL～2.23mL所述Ru前驱物溶液，随后加入0.20g硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得Ru修饰的CdS纳米棒光催化剂，Ru的修饰量为0.06～0.5wt.％。
当所用贵金属前驱物为PdCl2时，Pd修饰的CdS纳米棒光催化剂按如下步骤进行制备：
(1)取0.5g PdCl2试剂溶于50mL水中，获得Pd前驱物溶液；
(2)称取4.66g四水合硝酸镉和3.45g硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)搅拌下向所述原料溶液中加入218μL～1.82mL所述Pd前驱物溶液，随后加入0.20g硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得Pd修饰的CdS纳米棒光催化剂，Pd的修饰量为0.06～0.5wt.％。
本发明还公开了上述制备方法所制备的CdS纳米棒光催化剂的应用，其特点在于：用于可见光分解水产生氢气。
使用本发明光催化剂可见光分解水产生氢气的应用方法，包括以下步骤：
1、称取适量所制备光催化剂于上照式光催化反应器中，然后加入适量体积的纯水和少量乳酸(作为牺牲剂，用于消除光生空穴)，搅拌形成悬浊液；
2、将上述光催化反应器接入封闭的测试系统，随后将系统抽至真空(压力<1KPa)；
3、依次开启搅拌器、冷凝装置、气相色谱，待系统稳定后开启氙灯光源(波长>400nm)；
4、光照一定时间后将系统中所产生的氢气进行在线色谱分析。
与已有技术相比，本发明的显著优点在于：
本发明公开了一种新的贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法，制备工艺简单、条件温和，通过一锅法即可完成CdS纳米棒的形成和贵金属的修饰，且所需要的贵金属含量低，贵金属在所制备的纳米棒上呈高分散状态，无团聚；本发明的CdS纳米棒光催化剂在较低贵金属含量下即可高效稳定地分解水产氢。
附图说明
为了清楚体现本发明的技术方案和优点，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为实施例1-6所得光催化剂样品的X射线粉末衍射图；
图2为实施例1、3、4所得样品的紫外可见漫反射光谱图；
图3为实施例1所得样品的透射电镜图和面扫描元素分布图；
图4为实施例1、3和4所得样品的扫描电镜图；
图5为实施例1所得样品的X射线光电子能谱分析图；
图6为实施例1-5，11-13所得样品在可见光下分解水产氢的产氢速率图；
图7为实施例1、3、8-10所得样品在可见光下分解水产氢的产氢速率图；
图8为实施例1、6、7所得样品在可见光下分解水产氢的产氢速率图；
图9为实施例1所得样品在可见光下分解水产氢的寿命图。
具体实施方式
实施例1
本实施例按如下步骤一步合成Pt(0.06wt.％)修饰CdS纳米棒：
取1g H2PtCl6·6H2O试剂溶于37.5mL水中，获得Pt前驱物溶液(0.0515mol/L)；
用电子天平称取4.66g分析纯四水合硝酸镉和3.45g硫脲至100mL圆柱形聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL分析纯乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
在搅拌的同时，用移液器移取一定量130μL上述Pt前驱物溶液至原料溶液中，然后在继续搅拌的同时快速加入0.20g分析纯NaBH4试剂，得淡黄色溶液。最后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜，于160℃的鼓风干燥箱中热处理48h。自然冷却至室温后，用去离子水对所得样品进行洗涤、离心，最后于80℃下真空烘干，即得一锅法合成的Pt修饰CdS纳米棒光催化剂。
本实施例所得样品记为Pt/CdS-N。
实施例2
本实施例按如下步骤合成Pt(0.06wt.％)修饰CdS纳米棒：
本实施例的具体步骤同实施例1，区别仅在于在制备过程中未加入NaBH4。
本实施例所得样品记为No NaBH4,Pt/CdS-N。
实施例3
本实施例按如下步骤合成无贵金属修饰的CdS纳米棒：
本实施例的具体步骤同实施例1，区别仅在于在制备过程中未加入任何贵金属溶液和NaBH4。
本实施例所得样品记为CdS-N。
实施例4
本实施例按如下步骤一步合成Pt(0.06wt.％)修饰CdS纳米颗粒：
本实施例的具体步骤同实施例1，区别仅在于将其中的3.45g硫脲换为2.4g L-半胱氨酸。
本实施例所得样品记为Pt/CdS-P。
实施例5
本实施例按如下步骤合成无贵金属修饰的CdS纳米颗粒：
本实施例的具体步骤同实施例4，区别仅在于在制备过程中未加入任何贵金属溶液和NaBH4。
本实施例所得样品记为CdS-P。
实施例6
本实施例按如下步骤一步合成Ru(0.06wt.％)修饰CdS纳米棒：
取0.5g RuCl3·xH2O(Ru质量含量38％-42％)溶于50mL水中，获得Ru前驱物溶液(0.0482mol/L)；
本实施例的其他具体步骤同实施例1，区别仅在于将130μL的Pt前驱物溶液换为268μL Ru前驱物溶液。
本实施例所得样品记为Ru/CdS-N。
实施例7
本实施例按如下步骤一步合成Pd(0.06wt.％)修饰CdS纳米棒：
取0.5g PdCl2溶于50mL水中，获得Pd前驱物溶液(0.0564mol/L)；
本实施例的其他具体步骤同实施例1，区别仅在于将130μL的Pt前驱物溶液换为218μL Pd前驱物溶液。
本实施例所得样品记为Pd/CdS-N。
实施例8
本实施例按如下步骤一步合成Pt(0.5wt.％)修饰CdS纳米棒：
本实施例的具体步骤同实施例1，区别仅在于添加的Pt前驱物溶液量由130μL改为1.08mL。
本实施例所得样品记为Pt/CdS-N-0.5％。
实施例9
本实施例按如下步骤一步合成Pt(1.0wt.％)修饰CdS纳米棒：
本实施例的具体步骤同实施例1，区别仅在于添加的Pt前驱物溶液量由130μL改为2.16mL。
本实施例所得样品记为Pt/CdS-N-1.0％。
实施例10
本实施例按如下步骤一步合成Pt(2.0wt.％)修饰CdS纳米棒：
本实施例的具体步骤同实施例1，区别仅在于添加的Pt前驱物溶液量由130μL改为4.32mL。
本实施例所得样品记为Pt/CdS-N-2.0％。
实施例11
本实施例通过浸渍-还原法分两步合成Pt(0.06wt.％)修饰CdS纳米棒：
首先按实施例3合成CdS-N。随后将0.4g CdS-N分散于50mL水中，再加入43.5μL Pt前驱物溶液，搅拌浸渍30min后加入0.01g NaBH4进行还原。反应后，洗涤去除杂质离子，最后80℃下真空烘干。
实施例所得样品记为IRD,Pt/CdS-N。
实施例12
本实施例按如下步骤对上述实施例3所得的CdS-N样品进行光还原沉积Pt(0.06wt.％):
(1)称取0.50g所制备的CdS-N于上照式光催化反应器中，然后加入140mL纯水、10mL乳酸和29.5μL Pt前驱物溶液，搅拌混合后形成悬浊液；
(2)将上述盛有悬浊液的光催化反应器接入封闭的测试系统，随后将系统抽至真空(压力<1KPa)；
(3)依次开启搅拌器、冷凝水装置(5℃)、约1h后打开氙灯光源(波长>400nm)，光照3h；
(4)光照完后将所得的悬浊液离心、洗涤、80℃下真空干燥。
本实施例所得样品记为PR,Pt/CdS-N。
实施例13
本实施例具体步骤同实施例12，仅将实施例12中的催化剂样品由实施例3所得的CdS-N替换为实施例5所得的CdS-P。
本实施例所得的样品记为PR,Pt/CdS-P。
实施例14
本实施例按如下步骤对上述实施例1-13所得样品进行可见光分解水产氢的活性评测：
(1)称取50mg所制备光催化剂于上照式光催化反应器中，然后加入90mL纯水和10mL乳酸，搅拌混合后形成悬浊液；
(2)将上述盛有悬浊液的光催化反应器接入封闭的测试系统，随后将系统抽至真空(压力<1KPa)；
(3)依次开启搅拌器、冷凝水装置(5℃)、气相色谱，约1h后系统各装置达到稳定，打开氙灯光源(波长>400nm)，开始光解水反应。反应过程中产生的氢气由气体循环泵混合混匀。光照反应开始后每隔30min将系统中所产生的氢气进行在线色谱分析。
性能测试
图1为实施例1-4、6、7所得光催化剂样品的粉末X射线衍射图。从图中可以看出所合成的六个样品的XRD衍射峰均可归属为六方相CdS。其中五个纳米棒状样品(CdS-N,Pt/CdS-N,No NaBH4,Pd/CdS-N,Ru/CdS-N)的衍射峰强度明显高于颗粒状样品(Pt/CdS-P)，表明纳米棒状样品具有更高结晶度。在制备纳米棒状CdS过程中，往溶液添加NaBH4和贵金属前驱体溶液并没有影响CdS纳米棒的形成，这些样品(Pt/CdS-N,Pd/CdS-N,Ru/CdS-N)的XRD衍射图谱与纯的CdS纳米棒(CdS-N)的图谱几乎一样。由于贵金属的负载量仅为0.06wt.％，在所有谱图中均未观察到任何贵金属衍射峰。
图2为实施例1、3、4所得样品的紫外可见漫反射光谱图。从图中可以看出纳米棒状CdS样品(CdS-N)的光吸收带边在500nm，而颗粒状样品(Pt/CdS-P)的吸收带边在520nm。两者对应的带隙能分别为2.5和2.4eV。与颗粒样品相比，纳米棒状结构导致样品的吸收带边发生了20nm的蓝移。贵金属Pt修饰纳米棒后，样品在可见区的光吸收强度稍有下降，但带边位置未发生变化。
图3为实施例1所得样品的透射电镜图和面扫描元素分布图。从图中可以看出一锅法所合成的Pt修饰的CdS(Pt/CdS-N)具有纳米棒状结构(图3a-c)，纳米棒的平均宽度为30nm。面扫描的元素分析显示S、Cd、Pt元素呈均匀分布状态(图3d-f)，未观察到任何Pt团聚颗粒的出现。
图4为实施例1、3和4所得样品的扫描电镜图。图中结果进一步证实了实施例3、1所得样品为纳米棒状(图4a：CdS-N；图4b：Pt/CdS-N；图4c：产氢反应后Pt/CdS-N)，而实施例4为纳米颗粒状(图4d：Pt/CdS-P)。
图5为实施例1所得样品的X射线光电子能谱分析图。依据结果可知样品由Cd和S元素构成。由于Pt含量仅为0.06wt.％，未观察到Pt元素的特征结合能峰出现。
图6为实施例1-5、11-13所得样品在可见光下分解水的产氢速率图。实验考查了棒状和颗粒状CdS，以及Pt的不同沉积方法对产品产氢活性影响。对比实验的结果显示，在一锅法合成Pt修饰的CdS纳米棒过程中，如果没有添加NaBH4，所得样品(No NaBH4，Pt/CdS-N)的产氢速率仅为1.96mmol·h-1·g-1，与纯的纳米棒状CdS活性相当。这表明，在制备过程中如缺少还原剂NaBH4，贵金属Pt的前驱物不能被还原和沉积到CdS纳米棒上。对于不同方法合成的Pt修饰的CdS纳米棒，一锅法所得样品的活性(10.29mmol·h-1·g-1)显著大于光还原法(PR,Pt/CdS-N,8.30mmol·h-1·g-1)和浸渍-还原法(IRD,Pt/CdS-N,7.73mmol·h-1·g-1)所得的样品。与纳米棒状样品相比，一锅法合成的Pt修饰的CdS纳米颗粒(Pt/CdS-P)的产氢速率仅为1.01mmol·h-1·g-1，这一活性甚至低于无贵金属修饰的CdS纳米棒。这一结果表明，纳米棒状结构更有利于分解水产氢。在Pt修饰的CdS纳米颗粒上，同样观察到一锅法合成样品的产氢速率大于光还原沉积法的样品(PR,Pt/CdS-P,0.67mmol·h-1·g-1)。
图7为实施例1、3、8-10所得样品在可见光下分解水的产氢速率图。在使用一锅法制备的前提下，实验考查了Pt不同修饰量对CdS纳米棒产氢活性的影响-Fu。与纯的CdS纳米棒样品(CdS-N)相比，Pt修饰后的样品的活性都有明显提高，即使修饰量仅为0.06wt.％(10.29mmol·h-1·g-1)。其中修饰0.5wt.％Pt的样品活性最高，产氢速率达到16.27mmol·h-1·g-1。修饰量高于该值后，产氢速率反而逐渐开始下降，并低于Pt修饰量为0.06wt.％的样品。考虑到贵金属Pt的昂贵价格，具有比较可观活性的低含量Pt修饰的样品(即含0.06wt.％Pt样品)显然更具应用前景。
图8为实施例1、6、7所得样品在可见光下分解水的产氢速率图。在使用一锅法制备的前提下，实验考查了不同种类贵金属(修饰量为0.06wt.％)沉积修饰对CdS纳米棒产氢活性的影响。无贵金属修饰的纳米棒状CdS(CdS-N)的产氢速率为2.10mmol·h-1·g-1，而通过一锅法修饰贵金属Ru、Pt、Pd后其产氢活性得到了显著提高，产氢速率分别达到了12.89、10.29、6.72mmol·h-1·g-1，其中Ru修饰样品活性提高最大。
图9为实施例1所得样品在可见光下分解水产氢的寿命图。结果显示，在5轮循环光照实验中，所得的产氢量随光照时间的变化曲线几乎平行。随着乳酸的消耗，样品的产氢活性稍有下降，重新加入乳酸后，产氢活性可恢复。这些结果证实了所得样品的活性稳定性。
现有贵金属修饰的催化剂体系主要是通过两步进行合成：(1)先制备出催化剂；(2)将催化剂与贵金属前驱物溶液进行浸渍，再用外部还原剂如H2/Ar,NaBH4,甲醛，光生电子等将贵金属前驱物还原为单质态。在本申请的这个体系中，CdS纳米棒的形成和贵金属的还原沉积是通过溶剂热法同时进行的。此外，实验发现在水相体系中不稳定的NaBH4在乙二胺体系中很稳定，加入进去在常温下未观察到其分解，而在水相体系其分解非常明显。这一特性将有利于贵金属的逐步缓慢沉积，避免了其快速还原引起的团聚。
Claims (5)
1.一种贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
(1)将贵金属前驱物溶于水中，获得贵金属前驱物溶液；所述贵金属前驱物为H2PtCl6·6H2O、PdCl2或RuCl3·xH2O，在RuCl3·xH2O中Ru质量含量38％-42％；
(2)称取四水合硝酸镉和硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；其中，四水合硝酸镉、硫脲及乙二胺的比为4.66g：3.45g：60mL；
(3)向所述原料溶液中搅拌加入步骤(1)所获得的贵金属前驱物溶液，随后加入硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；其中所述硼氢化钠与四水合硝酸镉的质量比为0.15～0.25g：4.66g；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂；所得贵金属修饰的CdS纳米棒光催化剂中贵金属的修饰量为0.06～0.5wt.％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
(1)取1g H2PtCl6·6H2O试剂溶于37.5mL水中，获得Pt前驱物溶液；
(2)称取4.66g四水合硝酸镉和3.45g硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)搅拌下向所述原料溶液中加入130μL～1.08mL所述Pt前驱物溶液，随后加入0.20g硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得Pt修饰的CdS纳米棒光催化剂，Pt的修饰量为0.06～0.5wt.％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
(1)取0.5g RuCl3·xH2O试剂溶于50mL水中，获得Ru前驱物溶液，在RuCl3·xH2O中Ru质量含量为38％-42％；
(2)称取4.66g四水合硝酸镉和3.45g硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)搅拌下向所述原料溶液中加入268μL～2.23mL所述Ru前驱物溶液，随后加入0.20g硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得Ru修饰的CdS纳米棒光催化剂，Ru的修饰量为0.06～0.5wt.％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
(1)取0.5g PdCl2试剂溶于50mL水中，获得Pd前驱物溶液；
(2)称取4.66g四水合硝酸镉和3.45g硫脲至聚四氟乙烯容器中，然后加入60mL乙二胺，剧烈搅拌至溶解，获得原料溶液；
(3)搅拌下向所述原料溶液中加入218μL～1.82mL所述Pd前驱物溶液，随后加入0.20g硼氢化钠，搅拌溶解后将聚四氟乙烯容器密封，装入不锈钢水热釜；
(4)将步骤(3)中的所述不锈钢水热釜放置于150-180℃鼓风烘箱中，溶剂热处理24-48h，然后自然冷却至室温，得反应液；
(5)对所述反应液的固体产物进行离心、洗涤和80℃真空烘干，即得Pd修饰的CdS纳米棒光催化剂，Pd的修饰量为0.06～0.5wt.％。
5.一种权利要求1～4中任意一项所述制备方法所制备的CdS纳米棒光催化剂的应用，其特征在于：用于可见光分解水产生氢气。
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