CN110586189B - 一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂及其制备方法与应用，属于光催化技术领域。本发明Ni掺杂CdS的复合光催化剂的载体为Ni/MIL‑101(Cr)或MIL‑101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中Ni/MIL‑101(Cr)中Ni的掺杂质量为0.1％～10.0％，CdS的负载质量为1％‑20％，CdS上掺杂Ni的质量为0.1％‑10.0％。本发明采用Ni掺杂负载于Ni/MIL‑101(Cr)或MIL‑101(Cr)的CdS光催化剂，使其有效的避免其发生光腐蚀，保证其产氢活性的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂及其制备方法与应用，属于光催化技术领域。
背景技术
CdS光催化剂是典型的II-IV族直接带隙半导体，具有范围较大且可调的禁带宽度，在可见光区表现出优异的光化学性质和量子效率，被广泛应用于光催化领域，如光催化制氢、二氧化碳还原、污染物降解等。CdS由于其具有适合带隙 (2.4eV)以及良好的电子电荷转移能力，具有较大长径比的一维CdS纳米棒，可以呈现出空穴-电子对的单向流动和较短的表面转移距离。理论上应该具备较好的产氢性能。
但是CdS系列光催化剂在光催化过程经常伴有光腐蚀现象，这使得CdS系列光催化剂难以在工业领域得到广泛应用。为了有效避免CdS光催化剂的光腐蚀，采用合理的策略可以有效地抑制CdS光腐蚀，即负载、光敏化、半导体复合、沉积贵金属等方法对CdS系列材料进行改性，以提高其稳定性及光催化产氢性能。
CdS-Ni/MIL-101(Cr)和Pt-Ni/CdS的合成及其光催化产氢性能研究中介绍了一种将CdS材料负载到掺有Ni的MIL-101(Cr)上的方法，以期提升材料的光催化产氢活性，但是其产氢活性仍然较低，仅有0.41mmol/(g·h)。
发明内容
针对现有技术光催化剂产氢性能低下问题，本发明提供一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂及其制备方法与应用，即采用Ni掺杂负载于Ni/MIL-101(Cr)或 MIL-101(Cr)的CdS光催化剂，使其有效的避免其发生光腐蚀，保证其产氢活性的稳定。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：
一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为Ni/MIL-101(Cr)或MIL-101(Cr)，活性成分为Ni(OH)2掺杂的CdS，其中Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为 0.1％～10.0％，CdS的负载质量为1％-20％，CdS上掺杂Ni(OH)2的质量为 0.1％-10.0％。
所述Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法，具体步骤如下:
(1)将Ni/MIL-101(Cr)或MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉、六水合硝酸镍加入到二甲基亚砜溶剂中，超声分散处理15～30min得到反应体系A；
(2)将步骤(1)反应体系A置于温度为180～200℃条件下反应12～14h，冷却至室温，固液分离，分别采用无水乙醇和丙酮洗涤固体，真空干燥即得 Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)或Ni/CdS@MIL-101(Cr)复合光催化剂。
所述MIL-101(Cr)的制备方法按照文献“CdS-Ni/MIL-101(Cr)和Pt-Ni/CdS的合成及其光催化产氢性能研究”进行制备；
所述Ni/MIL-101(Cr)的制备方法为
将对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水分散均匀，再加入六水合硝酸镍，超声分散处理，逐滴滴加氢氟酸并搅拌30～40min得到反应体系C，将反应体系 C置于温度为150～220℃、搅拌条件下反应6～8h，冷却至室温，采用DMF洗涤后分散于DMF溶剂中纯化处理，固液分离，采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液A，无水乙醇分散液A置于温度为90～120℃条件下纯化处理2次，再采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液B，无水乙醇分散液B置于温度为90～120℃条件下干燥处理即得Ni/MIL-101(Cr)。
进一步地，所述对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水的固液比g:g:mL为 0.8～1.0g:2,3～2.5g:30～50mL，氢氟酸的浓度为0.05～0.51mol/L，去离子水与氢氟酸的体积比为100～500:1，Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为0.1％～10.0％。
所述步骤(1)中Ni/MIL-101(Cr)与二水合乙酸镉的质量比为2～10:1。
所述Ni掺杂CdS的复合光催化剂在光催化分解水制取氢气中的应用。
进一步地，所述光催化反应的牺牲剂为亚硫酸钠/硫化钠体系、甲醇体系、三乙醇胺体系或乳酸体系，光催化反应的溶剂为纯水或超纯水，光催化反应的温度为2～20℃，pH值为5～9，Ni掺杂CdS的复合光催化剂的使用量为0.1～0.5g/L。
本发明的有益效果：
(1)CdS的直接带隙宽，但是比表面积低，而且在光照条件下容易发生光腐蚀，所以其光催化产氢活性较低，本发明通过Ni掺杂进行改性并负载到 Ni/MIL-101(Cr)或MIL-101(Cr)上，可以有效的避免其发生光腐蚀，保证其产氢活性的稳定，从而提高其实际应用价值；
(2)本发明Ni掺杂的负载到Ni/MIL-101(Cr)上的CdS材料的产氢活性达到了55.62mmol/(g·h)，光催化循环稳定性好。
附图说明
图1为CdS、Ni/MIL-101(Cr)及Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)的XRD谱图；
图2为MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线；
图3为10％CdS@MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线；
图4为0.5％Ni/10％CdS@MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线；
图5为5％Ni/MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线；
图6为10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线；
图7为0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线；
图8为0.5％Ni/10％CdS@MIL-101(Cr)材料及其他材料的紫外可见漫反射谱图；
图9为实施例2的Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料(a,b)和Ni/MIL-101(Cr)材料 (c)的SEM图；
图10为实施例2的Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的XPS全谱图(a)和Ni 2p 的特征谱图(b)、Cd 3d的特征谱图(c)、S 2p的特征谱图(d)；
图11为CdS的负载量对CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的产氢活性的影响；
图12为CdS的负载量对Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的产氢活性的影响；
图13为活性成分中Ni的掺杂量对Ni/CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化产氢活性的影响；
图14为活性成分中Ni的掺杂量对Ni/CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化产氢活性的影响；
图15为载体中Ni的掺杂量对Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化产氢活性的影响；
图16为实施例2的Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化循环稳定性。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为Ni/MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为5％，CdS的负载质量为10％，CdS上掺杂Ni的质量为1％；
Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法，具体步骤如下:
(1)将对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水分散均匀，再加入六水合硝酸镍，超声分散处理，逐滴滴加氢氟酸并搅拌30min得到反应体系C，将反应体系C置于温度为210℃、搅拌条件下反应6h，冷却至室温，采用DMF洗涤后分散于DMF溶剂中纯化处理，固液分离，采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液A，无水乙醇分散液A置于温度为90℃条件下纯化处理2 次，再采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液B，无水乙醇分散液B置于温度为90℃条件下干燥处理即得Ni/MIL-101(Cr)；其中对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水的固液比g:g:mL为0.8:2.5:30，氢氟酸的浓度为 0.05mol/L，氢氟酸与去离子水的体积比为1:100，Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为5％；
将Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉、六水合硝酸镍加入到二甲基亚砜溶剂中，超声分散处理15min得到反应体系A；其中Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为475:91.74:17.4；
(2)将步骤(1)反应体系A置于温度为180℃条件下反应12h，冷却至室温，固液分离，分别采用无水乙醇和丙酮洗涤固体，真空干燥即得 Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)复合光催化剂。
实施例2：一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为Ni/MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为5％，CdS的负载质量为10％，CdS上掺杂Ni的质量为0.5％；
Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法，具体步骤如下:
(1)将对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水分散均匀，再加入六水合硝酸镍，超声分散处理，逐滴滴加氢氟酸并搅拌30min得到反应体系C，将反应体系C置于温度为210℃、搅拌条件下反应6h，冷却至室温，采用DMF洗涤后分散于DMF溶剂中纯化处理，固液分离，采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液A，无水乙醇分散液A置于温度为90℃条件下纯化处理 2次，再采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液B，无水乙醇分散液B置于温度为90℃条件下干燥处理即得Ni/MIL-101(Cr)；其中对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水的固液比g:g:mL为0.8:2.5:30，氢氟酸的浓度为0.15mol/L，氢氟酸与去离子水的体积比为1:200，Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为5％；
将Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉、六水合硝酸镍加入到二甲基亚砜溶剂中，超声分散处理15min得到反应体系A；其中Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为475:91.74:8.7mg；
(2)将步骤(1)反应体系A置于温度为180℃条件下反应12h，冷却至室温，固液分离，分别采用无水乙醇和丙酮洗涤固体，真空干燥即得Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)复合光催化剂；
Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料(a,b)和Ni/MIL-101(Cr)材料(c)的SEM图见图 8，在紫外光区负载在MIL-101(Cr)上的材料对于光的吸收能力均要比纯的CdS 材料有所提升；在可见光区，与纯的CdS材料相比，负载在MIL-101(Cr)上的材料的对光的吸收能力也有所增强，其中Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)对可见光的吸收能力最好；
Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的SEM图见9(a,b)和Ni/MIL-101(Cr)材料的 SEM图见图9(c)，Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的微观结构十分均一，保持着 MIL-101(Cr)的正八面体结构，晶体的完整性和分散性十分良好；通过放大图像可以看出，与Ni/MIL-101(Cr)材料表面光滑不同的是Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料中Ni/MIL-101(Cr)的表面有着大量的细小颗粒，这是负载在上面的CdS颗粒；而CdS颗粒在MIL-101(Cr)表面均匀分散，并未发生团聚现象；
Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的XPS全谱图10(a)和Ni 2p的特征谱图10 (b)、Cd3d的特征谱图10(c)、S 2p的特征谱图10(d)，材料中包括Ni、Cr、Cd 和S等元素，这与制备过程中加料情况相一致。其中根据图10(c)Cd 3d峰出现在405.3eV和412.1eV，S 2p峰出现在162.0eV，综合来看这两组峰均对应着 CdS，证明CdS制备成功。同时，在853.4eV和873.4eV附近有明显的出峰情况，该位置符合Ni 2p峰的位置，根据XPS标准谱图分析，该位置的Ni峰应该是Ni-S峰，证明Ni对于材料的掺杂可能形成了NiS；
对本实施例0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)进行光催化产氢循环稳定性测试(见图16)，在三次的循环过程中0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr) 均保持了较好的产氢活性，并且三次光催化产氢结果基本一致，由此0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)的循环稳定性良好。
实施例3：一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为Ni/MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为5％，CdS的负载质量为10％，CdS上掺杂Ni的质量为2％；
本实施例Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法与实施例1的基本一致，不同之处在于：Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为 475:91.74:34.7。
实施例4：一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为Ni/MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为5％，CdS的负载质量为10％，CdS上掺杂Ni的质量为5％；
本实施例Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法与实施例1的基本一致，不同之处在于：Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为 475:91.74:86.8；
按照实施例1的方法制备5％Ni/MIL-101(Cr)作为对照组1，按照实施例1 的方法制备不添加Ni的复合材料作为对照组2，记为 10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)；纯CdS作为对照组3，
CdS、Ni/MIL-101(Cr)及Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)的XRD谱图见图1，从图 1可知，Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料与标准品的出峰位置及峰强度基本保持一致，说明其晶形结构与标准品近乎一致；含有CdS的几个材料在26.5°、44.1°和 52.8°附近均出现较强的衍射峰，而这分别是六方相纤维锌矿晶型结构的CdS (JCPDS，No.80-0019)上的(111)、(220)以及(311)晶面。
实施例5：一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中CdS的负载质量为10％，CdS上掺杂Ni的质量为0.5％；
Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法
(1)按照文献“CdS-Ni/MIL-101(Cr)和Pt-Ni/CdS的合成及其光催化产氢性能研究”制备MIL-101(Cr)；
将MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉、六水合硝酸镍加入到二甲基亚砜溶剂中，超声分散处理15min得到反应体系A；其中MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为475:91.74:8.7；
(2)将步骤(1)反应体系A置于温度为180℃条件下反应12h，冷却至室温，固液分离，分别采用无水乙醇和丙酮洗涤固体，真空干燥即得 Ni/CdS@MIL-101(Cr)复合光催化剂；
对Ni掺杂的CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料和Ni掺杂的CdS@MIL-101(Cr)材料的比表面积和孔结构的具体测定步骤如下：待测样品在测定前经过6h，90℃的真空脱气处理，采用氮气作为吸附气体，吸附的温度为77K；按照文献“CdS-Ni/MIL-101(Cr)和Pt-Ni/CdS的合成及其光催化产氢性能研究”制备 MIL-101(Cr)、5％Ni/MIL-101(Cr)、10％CdS@MIL-101(Cr)和10％ CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)，MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线见图3，10％ CdS@MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线见图3，0.5％Ni/10％CdS@MIL-101(Cr) 的吸附-脱附等温曲线见图4，5％Ni/MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线见图5， 10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线见图6， 0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)的吸附-脱附等温曲线见图7；从图2～7可知，无论载体MIL-101(Cr)中是否掺杂Ni，其吸附-脱附等温曲线与负载了CdS 的材料的等温曲线均为I型曲线；观察等温曲线可以发现，当相对压力在0.2以下时，材料的吸附能力较强，而当相对压力增加之后，材料的吸附量保持相对缓慢的增长趋势；
根据附图2吸附等温线的吸附值，采用BET法计算该材料的比表面积、孔容和孔径分布数值，具体如表1所示：
表1 Ni掺杂的CdS@Ni/MIL-101(Cr)系列材料的BET比表面积及孔结构数据
从表1中可知，在同一种载体MOFs上负载CdS或者继续掺杂金属Ni，随着负载以及掺杂的进行，材料的比表面积均会降低；与此同时，掺杂了Ni的MIL-101(Cr)的比表面积也比纯的MIL-101(Cr)材料的比表面积要低。这可能是由于在对材料进行负载或者掺杂时，负载的材料为比表面积较小的成分，例如负载的成分为10％的CdS材料，经过溶剂热法制备的纯品的CdS经过吸附-脱附得到的比表面积为71.38m2/g，远远小于载体MOFs材料，这可能会导致最终复合材料比表面积的降低；
伴随着负载和掺杂，材料的孔容也在不断地降低而孔径基本保持一致。这可能是由于材料的负载主要发生在材料的内孔道中，在材料的外表面的负载量很小。
Ni掺杂CdS@Ni/MIL-101(Cr)系列材料的产氢活性的测定：使用10℃循环冷凝水，300W氙灯用于模拟全波段太阳光，使用0.05mol的Na2S/Na2SO3体系作为牺牲剂，光催化剂的用量为20mg，实验均进行4h；
CdS的负载量对CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的产氢活性的影响见图11，CdS 的负载量对Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的产氢活性的影响见图12；
按照实施例1的方法分别制备出10％CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)、 0.5％Ni/10％CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)、1％Ni/10％CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)、 2％Ni/10％CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)、5％Ni/10％CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)、 10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)、0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)、 1％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)、2％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)和 5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)；活性成分中Ni的掺杂量对 Ni/CdS@0.5％Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化产氢活性的影响见图13；活性成分中 Ni的掺杂量对Ni/CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化产氢活性的影响见图14；从图13和图14可知，对于不同的载体，在溶剂热法制备Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr) 时进行二次掺杂Ni得到的材料的产氢活性均比不进行二次掺杂Ni的要好，由于两次Ni的掺杂过程所掺杂的Ni起到了协同作用，进一步的改善了CdS材料对于光的吸收，无论其载体如何，二次掺杂Ni的量均以0.5％为最优，对于掺有 Ni的MIL-101(Cr)载体，在负载CdS时二次掺杂Ni的量为0.5％时，产氢活性最佳；而载体MOFs为5％Ni/MIL-101(Cr)的材料的产氢活性要优于载体MOFs为 0.5％Ni/MIL-101(Cr)的材料的产氢活性，其中产氢活性最好的材料为 0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)，其产氢活性达到了55.62mmol(gCdS·h)，是同一条件下不再掺杂Ni的10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)材料产氢活性的8.77倍；
载体中Ni的掺杂量对Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)材料的光催化产氢活性的影响见图15，对于MIL-101(Cr)中Ni的掺杂量不同的样品， 0.5％Ni/10％CdS@5％Ni/MIL-101(Cr)的产氢活性最好，达到了55.62mmol(gCdS·h)，为纯CdS产氢活性的10.34倍，为载体MIL-101(Cr)中不掺杂Ni而进行二次掺杂 Ni的0.5％Ni/10％CdS@MIL-101(Cr)材料产氢活性的5.45倍。
实施例6：一种Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中CdS的负载质量为10％，CdS上掺杂Ni的质量为5％；
Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法
(1)按照文献“CdS-Ni/MIL-101(Cr)和Pt-Ni/CdS的合成及其光催化产氢性能研究”制备MIL-101(Cr)；
将MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉、六水合硝酸镍加入到二甲基亚砜溶剂中，超声分散处理30min得到反应体系A；其中MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为475:91.74:8.7；
(2)将步骤(1)反应体系A置于温度为180℃条件下反应12h，冷却至室温，固液分离，分别采用无水乙醇和丙酮洗涤固体，真空干燥即得 Ni/CdS@MIL-101(Cr)复合光催化剂；
本实施例Ni掺杂CdS的复合光催化剂产氢活性为6.34mmol/(g·h)。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法，其特征在于，Ni掺杂CdS的复合光催化剂，载体为Ni/MIL-101(Cr)，活性成分为Ni掺杂的CdS，其中Ni/MIL-101(Cr)中Ni的掺杂质量为0.1%~10.0%，CdS的负载质量为1%-20%，CdS上掺杂Ni的质量为0.1%-10.0%；
制备方法的具体步骤如下：
（1）将Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉、六水合硝酸镍加入到二甲基亚砜溶剂中，超声分散处理15~30min得到反应体系A；
（2）将步骤（1）反应体系A置于温度为180~200℃条件下反应12~14h，冷却至室温，固液分离，分别采用无水乙醇和丙酮洗涤固体，真空干燥即得Ni/CdS@Ni/MIL-101(Cr)复合光催化剂
所述Ni/MIL-101(Cr)的制备方法为
将对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水分散均匀，再加入六水合硝酸镍，超声分散处理，逐滴滴加氢氟酸并搅拌30~40min得到反应体系C，将反应体系C置于温度为150~220℃、搅拌条件下反应6~8 h，冷却至室温，采用DMF洗涤后分散于DMF溶剂中纯化处理，固液分离，采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液A，无水乙醇分散液A置于温度为90~120℃条件下纯化处理2次，再采用无水乙醇洗涤后分散于无水乙醇中得到无水乙醇分散液B，无水乙醇分散液B置于温度为90~120℃条件下干燥处理即得Ni/MIL-101(Cr)。
2.根据权利要求1所述Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法，其特征在于：对苯二甲酸、九水合硝酸铬、去离子水的固液比为0.8 ~1.0g: 2.3~ 2.5g: 30~50mL，氢氟酸的浓度为0.05~0.51mol/L，去离子水与氢氟酸的体积比为100~500:1。
3.根据权利要求1所述Ni掺杂CdS的复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中Ni/MIL-101(Cr)、二水合乙酸镉和六水合硝酸镍的质量比为400~475: 45~180:8.7~86.8。
4.权利要求1所述方法制备的Ni掺杂CdS的复合光催化剂在光催化分解水制取氢气中的应用。
5.根据权利要求4所述应用，其特征在于：光催化反应的牺牲剂为亚硫酸钠/硫化钠体系、甲醇体系、三乙醇胺体系或乳酸体系，光催化反应的溶剂为纯水或超纯水，光催化反应的温度为2~20℃，pH值为5~9，Ni掺杂CdS的复合光催化剂的使用量为0.1~0.5 g/L。
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| GR01 | Patent grant | ||
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