CN111686761A - 一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法与应用。该方法包括：使用钾金属盐对生物炭进行程序控温活化得到石墨烯；将石墨烯超声分散在水中，并加入乙酸镉和硫脲充分溶解后得到混合液A，用混合液A进行水热反应得到CdS/石墨烯复合光催化剂；取CdS/石墨烯光催化剂于反应器中，加入水、乳酸和醋酸铜溶液后将反应器抽成真空，用光引发法使铜发生沉积，得到Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂。本发明提供的方法避免了因制备氧化石墨烯而使用强腐蚀性试剂，用铜代替贵金属降低了光催化剂的制备成本，由本发明得到的光催化剂在可见光下的光催化产氢速率大大增加，稳定性也得到提升。
Description
技术领域
本发明属于光催化剂领域，具体涉及一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
光催化技术在杀菌消毒、污染物降解、二氧化碳还原和分解水制氢等方面的应用引起了科学工作者的关注，尤其是光催化分解水制氢是一种将太阳能转化为化学能的有效方法，且得到的氢气是一种热值高燃烧产物无污染的清洁能源。
CdS是一种窄带隙（2.4eV）的无机半导体光催化剂，能利用可见光来进行光催化分解水制氢，但是单独制备的CdS容易团聚，光生电子和空穴的分离效率低，且伴随有光腐蚀，这极大的影响了它的光催化产氢效率和自身的稳定性。因此，可以通过引入石墨烯和沉积金属纳米粒子的方法来改善其光催化活性和稳定性
石墨烯具有超大的比表面积（2630m2·g-1）、高导电性能（2000S·m-1）和常温下优异的载流子迁移率（200000cm2·V-1·s-1），石墨烯的引入不仅可以改善光催化剂的团聚，同时可以用作电子传输介质，使电子和空穴快速分离，以提高光生电子和空穴的分离效率。但现有石墨烯的引入都依赖于氧化石墨烯的制备，该过程涉及了浓硫酸，浓硝酸以及高锰酸钾等强腐蚀性和强氧化性的试剂的使用，这对人和环境都是不利的，并且氧化石墨烯具有较多结构缺陷会影响石墨烯的导电性能，这对促进半导体内光生电子和空穴的分离也是不利的。通过活化生物质废弃物得到高质量的石墨烯用于修饰CdS是一种代替氧化石墨烯使用的有效方式，这不仅避免了危险试剂的使用，同时能利用废弃物，降低制备成本。
金属纳米颗粒可以通过表面等离子共振作用促进半导体中电子和空穴的分离，并且金属在与半导体结合后会形成肖特基结，这将促使半导体中的电子向金属表面流动，抑制电子和空穴的复合，提高半导体光催化剂的光催化活性。常用于增强CdS光催化活性的金属主要是一些高成本的贵金属（如铂、金和银），价格便宜的铜因为在制备过程中不容易得到单质而很少受到关注。能成功的将单质铜负载在CdS表面将大大的降低因使用贵金属而造成的高成本。
Investigation on graphene and Pt co-modified CdS nanowires withenhanced photocatalytic hydrogen evolution activity under visible lightirradiation（Muhan Cao，Peifang Wang，Yanhui Ao，Chao Wang，Jun Hou and Jin Qian，Dalton Transactions. 2015, 44(37): 16372-16382）提供了一种金属铂和石墨烯共同修饰CdS的复合光催化剂的制备方法，该方法使用浓硫酸和高锰酸钾对石墨进行氧化得到氧化石墨烯，并以氧化石墨烯、硝酸镉和硫脲为原料经过水热反应得到石墨烯-CdS纳米线，再通过光还原的方法沉积金属铂，该催化剂虽然具有较高光催化效果，但过程中涉及强腐蚀性试剂的使用，对环境和人体健康造成不利影响，并且原料中H2PtCl6的成本较高，不利于光催化剂的工业化生产。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法与应用。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明的目的在于提供一种光催化剂的制备方法，制备得到的光催化剂有更高的光催化效率和稳定性，同时制备过程更环保，成本也更低。
本发明提供的一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将生物炭粉碎，过筛，得到生物炭粉末，然后将所述生物炭粉末与钾金属盐混合并研磨，得到混合物，在氮气气氛下程序升温进行活化处理，冷却至室温，得到活化产物；将所述活化产物用稀盐酸中和，离心取沉淀，将所述沉淀用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，干燥，得到石墨烯；
（2）在水热反应釜中将步骤（1）所述石墨烯加入水中，超声处理，得到石墨烯分散液；然后往所述石墨烯分散液中加入乙酸镉和硫脲，混合均匀，得到混合液A；
（3）将步骤（2）所述混合液A升温进行水热反应，冷却至室温，洗涤，干燥，得到CdS/石墨烯复合光催化剂；
（4）将步骤（3）所述CdS/石墨烯复合光催化剂置于反应器中，将去离子水、乳酸及醋酸铜溶液混合，得到混合液B，将混合液B加入反应器中，混合均匀，将反应器抽真空，然后在搅拌状态下进行全光谱灯照射处理，离心取沉淀（反应产物），用去离子水和无水乙醇反复洗涤所述沉淀，干燥，得到所述Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂。
进一步地，步骤（1）所述生物炭为桉树生物炭；所述钾金属盐包括碳酸钾、碳酸氢钾和乙酸钾中的一种以上；所述生物炭与钾金属盐的质量比为1:1-1:5；所述活化处理包括：以1-5℃/min的速度加热到500-800℃，在此温度下保温1-3h；然后以1-5℃/min的速度升温到900-1100℃，在此温度下保温1-5h。
优选地，步骤（1）所述活化处理包括：以1℃/min的速度加热到500℃，在此温度下保温1h；然后以3℃/min的速度升温到1100℃，在此温度下保温1h。
进一步地，步骤（1）所述稀盐酸的浓度为0.1-1mol/L；所述洗涤包括：分别用水和无水乙醇反复洗涤沉淀至最后一次洗涤液呈中性。
优选地，步骤（1）所述过筛的网筛目数为300。
进一步地，步骤（1）所述干燥的温度为80-100℃。
优选地，步骤（2）所述干燥的温度为90℃。
进一步地，步骤（2）所述石墨烯分散液中的石墨烯质量分数为0.0057%-0.0867%；步骤（2）所述石墨烯和乙酸镉的质量比为1:12.5-1:200；步骤（2）所述乙酸镉和硫脲的物质的量比为1:10-1:30。
优选地，步骤（2）所述石墨烯质量分数为0.0288%；步骤（2）所述石墨烯和乙酸镉质量比为1:61；步骤（2）所述乙酸镉和硫脲和水的质量比为1:25。
进一步地，步骤（2）所述超声处理的时间为20-40min。
优选地，步骤（2）所述超声处理的时间为30min。
进一步地，步骤（3）所述水热反应的温度为160-180℃，水热反应的时间为10-14h；所述干燥的温度为80-100℃。
优选地，步骤（3）所述水热反应的温度为170℃，水热反应的时间为12h；所述干燥的温度为100℃。
进一步地，步骤（4）所述CdS/石墨烯复合光催化剂与醋酸铜溶液的质量体积比为1:1-1:10；所述醋酸铜溶液与混合液B的体积比为1:7-1:70；所述乳酸与混合液B的体积比为0.5:7-1.5:7；所述醋酸铜溶液的浓度为（0.5-3）mmol/L；所述全光谱灯照射处理的时间为3-5h；所述全光谱灯为紫外加强的氙灯；步骤（4）中，反应器抽真空后，真空度≥101Kpa。
优选地，步骤（4）所述CdS/石墨烯复合光催化剂与醋酸铜溶液的质量体积比为2:1mg/mL；所述醋酸铜溶液与混合液B的体积比为1:14；所述乳酸与混合液B的体积比为1:7；所述醋酸铜溶液的浓度为2mmol/L。
优选地，步骤（4）所述干燥的温度为40℃。
本发明提供一种由上述的制备方法制得的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂。
本发明提供的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂能够应用在光催化分解水制氢中。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明提供的制备方法，避免了因制备氧化石墨烯而使用强腐蚀性试剂，使得制备过程更环保，同时使用生物质废弃物为原材料制备石墨烯，废物利用降低了生产成本；
（2）本发明提供的制备方法，使用稳定的铜单质代替贵金属，进一步降低了成产成本；
（3）本发明提供的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂相较于纯的CdS光催化产氢能力有很大的提高，且稳定性也得到提高。
附图说明
图1为实施例1制备的石墨烯的Raman谱图；
图2为实施例1制备的石墨烯的SEM图；
图3为实施例1-3制备的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂和对比例1制备的CdS光催化剂的XRD谱图；
图4为实施例2制备的#Cu/CdS/石墨烯的SEM图；
图5为实施例2制备的#Cu/CdS/石墨烯的Cu2pXPS分峰拟合谱图和铜的俄歇能谱图；
图6为对比例1制备的CdS光催化剂的SEM图；
图7为实施例1-3制备的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂和对比例1制备的CdS光催化剂在可见光下的光催化产氢速率图；
图8为由实施例2制备的#Cu/CdS/石墨烯和对比例1制备的CdS光催化剂的稳定性比较图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1
（1）石墨烯的制备
将桉树生物炭用粉碎机打碎，用300目的不锈钢网筛进行筛分，得到桉树生物炭的粉末。分别称取2g桉树生物炭粉末和2g乙酸钾倒入研钵中，研磨30min得到混合物1。将混合物1转移到管式炉中在通氮气的条件下进行活化，由常温以5℃/min的速度升温到600℃，保温3h，再以1℃/min的速度升温到900℃，保温5h，自然冷却到室温。取出反应物，用0.1mol/L的稀盐酸对反应产物进行酸洗，使pH小于7，再用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，离心分离将得到的沉淀80℃在烘箱中干燥12h，得到的即为石墨烯产品。
（2）CdS/石墨烯复合光催化剂的制备
取3.4mg步骤（1）中制备的石墨烯加到60mL去离子水中，在冰水浴中超声处理20min得到石墨烯的分散液，将0.6396g乙酸镉和4.5672g硫脲添加到石墨烯分散液中，继续超声处理并搅拌使乙酸镉和硫脲充分溶解得到混合液A1。将混合液A1转移到100mL的高压反应釜中，升温至160℃并保温14h，反应结束后自然降温至常温，反应产物经去离子水和无水乙醇反复洗涤，在80℃干燥12h后得到CdS/石墨烯复合光催化剂。
（3）Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备
取10mg（2）中制备的CdS/石墨烯复合光催化剂加到带冷凝循环的反应器中，依次加入64mL去离子水、1mL醋酸铜溶液（0.5mmol/L）和5mL乳酸，用磁子进行搅拌，混合均匀。将反应器密封，并将反应系统抽成真空度≥101KPa的真空，用紫外加强的全光谱氙灯照射4h，反应完的混合溶液于9600r/min离心分离15min，得到的沉淀用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后将沉淀置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂，标记为1#Cu/CdS/石墨烯。
（4）光催化活性测定
于泊菲莱Lab Solar-Ⅲ AG型光催化在线分析系统中进行光催化分解水制氢实验，取10mg步骤（3）中1#Cu/CdS/石墨烯样品、10mL乳酸（牺牲剂）和60mL去离子水加入到光催化在线分析系统的反应器中，用磁力搅拌器进行搅拌，打开冷凝循环水，当冷凝循环水的温度降至5℃时开始将反应器抽至真空，抽至稳定真空后，开启装有紫外滤光片的氙灯（泊菲莱，PLS-SXE300C）垂直照射液面，同时开启气相色谱（天美，GC-7900），以氮气为载气，分别设置进样口温度130℃，柱温为40℃，TCD检测器温度为150℃，电流为50mA,每隔1h对产生的气体进行定性和定量分析，总共检测三次，取三次检测的平均值计算光催化产氢的速率，其光催化产氢速率如图7所示。
图1是本实施制备的石墨烯的Raman谱图。从Raman谱图中，可以看见位于1350cm-1、1580cm-1和2700cm-1峰，它们分别对应于石墨烯的D峰、G峰和2D峰。其中，D峰和G峰的强度比（ID/IG）可以表征石墨烯的缺陷含量，比值越大缺陷含量就越多，2D峰和G峰的强度比（I2D/IG）可以表征石墨烯的层数，比值越大表示石墨烯的层数就越少，ID/IG和I2D/IG的比值分别为0.18和1.05，说明该石墨烯是低缺陷少层数的高质量石墨烯。图2是本实施例制备的石墨烯的SEM图，可以看到明显的多孔洞薄层结构，这有利于缓解半导体的团聚。
本实施例1#Cu/CdS/石墨烯的XRD图谱如图3所示。
实施例2
（1）石墨烯的制备
将桉树生物炭用粉碎机打碎，用300目的不锈钢网筛进行筛分，得到桉树生物炭的粉末。分别称取2g桉树生物炭粉末和6g碳酸钾倒入研钵中，研磨30min得到混合物1。将混合物1转移到管式炉中在通氮气的条件下进行活化，由常温以1℃/min的速度升温到500℃，保温1h，再以3℃/min的速度升温到1100℃，保温1h，自然冷却到室温。取出反应物，用1mol/L的稀盐酸对反应产物进行酸洗，使pH略小于7，再用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，离心分离将得到的沉淀90℃在烘箱中干燥12h，得到的即为石墨烯产品。
（2）CdS/石墨烯复合光催化剂的制备
取17.3mg（1）中制备的石墨烯加到60mL去离子水中，在冰水浴中超声处理30min得到石墨烯的分散液，将0.6396g乙酸镉和4.5672g硫脲添加到石墨烯分散液中，继续超声处理并搅拌使乙酸镉和硫脲充分溶解得到混合液A2。将混合液A2转移到100mL的高压反应釜中，升温至170℃并保温12h，反应结束后自然降温至常温，反应产物经去离子水和无水乙醇反复洗涤, 在100℃干燥12h后得到CdS/石墨烯复合光催化剂。
（3）Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备
取10mg（2）中制备的CdS/石墨烯复合光催化剂加到带冷凝循环的反应器中，依次加入55mL去离子水、5mL醋酸铜溶液（2mmol/L）和10mL乳酸，用磁子进行搅拌，混合均匀。将反应器密封，并将反应系统抽成真空度≥101KPa的真空，用紫外加强的全光谱氙灯照射3h，反应完的混合溶液于9600r/min离心分离15min，得到的沉淀用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后将沉淀置于40℃的真空干燥箱中干燥12h，得到Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂即2#Cu/CdS/石墨烯。
（4）光催化活性测定
所得光催化剂的光催化制氢过程与实施例1相同，其光催化产氢速率如图7所示。
（5）光催化剂稳定性测定
取10mg（3）中制备的2#Cu/CdS/石墨烯于光催化在线检测系统的反应器中进行光催化分解水制氢实验，每隔1h对产生的气体进行定性和定量分析，4h一个循环，循环进行5次，其光催化产氢循环稳定性如图8所示。
本实施例制备的2#Cu/CdS/石墨烯XRD 谱图如图3所示。图4是本实施例2#Cu/CdS/石墨烯的SEM图，可以看见CdS会在石墨烯表面生长并铺展开来，CdS的团聚程度较低，未能看见铜纳米粒子是因为铜的含量较低，且CdS也是纳米颗粒难以分辨。图5是本实施例2#Cu/CdS/石墨烯的Cu2pXPS分峰拟合谱图和铜的俄歇能谱图，可以看见Cu2p3/2和Cu2p1/2 的结合能分别位于932.2 eV和952.2 eV，且在943 eV附近没有出现卫星峰，说明不存在二价的铜，此外，铜元素的俄歇能谱只在918.3eV出现谱峰，说明铜是显零价的，证明了Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂上的铜是以单质形式存在。
实施例3
（1）石墨烯的制备
将桉树生物炭用粉碎机打碎，用300目的不锈钢网筛进行筛分，得到桉树生物炭的粉末。分别称取2g桉树生物炭粉末和10g碳酸氢钾倒入研钵中，研磨30min得到混合物1。将混合物1转移到管式炉中在通氮气的条件下进行活化，由常温以3℃/min的速度升温到800℃，保温2h，再以5℃/min的速度升温到1000℃，保温5h，自然冷却到室温。取出反应物，用0.5mol/L的稀盐酸对反应产物进行酸洗，使pH略小于7，再用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，离心分离将得到的沉淀100℃在烘箱中干燥12h，得到的即为石墨烯产品。
（2）CdS/石墨烯复合光催化剂的制备
取52.0mg（1）中制备的石墨烯加到60mL去离子水中，在冰水浴中超声处理20min得到石墨烯的分散液，将0.6396g乙酸镉和4.5672g硫脲添加到石墨烯分散液中，继续超声处理并搅拌使乙酸镉和硫脲充分溶解得到混合液A3。将混合液A3转移到100mL的高压反应釜中，升温至180℃并保温10h，反应结束后自然降温至常温，反应产物经去离子水和无水乙醇反复洗涤，在90℃干燥12h后得到CdS/石墨烯复合光催化剂。
（3）Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备
取10mg（2）中制备的CdS/石墨烯复合光催化剂加到带冷凝循环的反应器中，依次加入50mL去离子水、10mL醋酸铜溶液（2mmol/L）和10mL乳酸，用磁子进行搅拌，混合均匀。将反应器密封，并将反应系统抽成真空度≥101KPa的真空，用紫外加强的全光谱氙灯照射5h，反应完的混合溶液于9600r/min离心分离15min，得到的沉淀用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后将沉淀置于50℃的真空干燥箱中干燥12h，得到Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂即3#Cu/CdS/石墨烯。
（4）光催化活性测定
所得光催化剂的光催化制氢过程与实施例1相同，其光催化产氢速率如图7所示。
本实施例3#Cu/CdS/石墨烯的XRD谱图如图3所示。
对比例1
（1）CdS光催化剂的制备：
取0.6396g乙酸镉和4.5672g硫脲添加到60mL去离子水中，超声并搅拌使它们充分溶解得到溶液a；将溶液a转移到100mL的高压反应釜中，升温至170℃并保温12h，反应结束后自然降温至常温，反应产物经去离子水和无水乙醇反复洗涤，在100℃干燥12h后得到CdS光催化剂。
（2）光催化活性测定
取10mg（1）中制备的CdS光催化剂于光催化在线检测系统的反应器中进行光催化分解水制氢实验，每隔1h对产生的气体进行定性和定量分析，总共检测三次，取三次检测的平均值计算光催化产氢的速率，其光催化产氢速率如图7所示。
（3）光催化稳定性测定
取10mg（1）中制备的CdS光催化剂于光催化在线检测系统的反应器中进行光催化分解水制氢实验，每隔1h对产生的气体进行定性和定量分析，4h一个循环，循环进行5次，其光催化产氢循环稳定性如图8所示。
本对比例制备的CdS光催化剂的XRD谱图如图3所示。图6是本对比例制备的CdS光催化剂的SEM图，可以看到CdS严重团聚。
图3是实施例1~3制备的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂和对比例1制备的CdS光催化剂的XRD谱图，可以看见两个样品都在2θ=24.81°、26.51°、28.18°、43.68°、47.84°和51.82°等位置出现衍射峰，分别对应于CdS（JCPDS No.41-1049）的（100）、（002）、（101）、（110）、（103）和（112）晶面，看不见明显的石墨烯和铜的衍射峰是因为它们的含量较低。
图7是对比例1制备的CdS光催化剂和由实施例1~3制备的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂在可见光下的光催化产氢速率图，可以看到在引入了石墨烯和铜纳米粒子后，光催化剂的活性都获得了提升，其中实施例2的光催化活性提高了155%。
图8是对比例1制备的CdS光催化剂和由实施例2#Cu/CdS/石墨烯的稳定性比较图。图8中的2#表示实施例的2#Cu/CdS/石墨烯。从图8上可以看到CdS光催化剂的产氢能力在第五个循环下降到第一个循环的59.8%，而2#Cu/CdS/石墨烯第五个循环的产氢能力只下降到第一个循环的87.8%，说明2#Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂比CdS光催化剂的稳定性更好。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将生物炭粉碎，过筛，得到生物炭粉末，然后将所述生物炭粉末与钾金属盐混合均匀，得到混合物，在氮气气氛下升温进行活化处理，冷却至室温，得到活化产物；将所述活化产物用稀盐酸中和，离心取沉淀，将所述沉淀洗涤至中性，干燥，得到石墨烯；
（2）将步骤（1）所述石墨烯加入水中，超声处理，得到石墨烯分散液；然后往所述石墨烯分散液中加入乙酸镉和硫脲，混合均匀，得到混合液A；
（3）将步骤（2）所述混合液A升温进行水热反应，冷却至室温，洗涤，干燥，得到CdS/石墨烯复合光催化剂；
（4）将步骤（3）所述CdS/石墨烯复合光催化剂置于反应器中，加入水、乳酸及醋酸铜溶液混合，得到混合液B，将混合液B加入反应器中，混合均匀，将反应器抽真空，然后在搅拌状态下进行全光谱灯照射处理，离心取沉淀，洗涤所述沉淀，干燥，得到所述Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂。
2.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述生物炭为桉树生物炭；所述钾金属盐包括碳酸钾、碳酸氢钾和乙酸钾中的一种以上；所述生物炭与钾金属盐的质量比为1:1-1:5；所述活化处理包括：以1-5℃/min的速度加热到500-800℃，在此温度下保温1-3h；然后以1-5℃/min的速度升温到900-1100℃，在此温度下保温1-5h。
3.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述稀盐酸的浓度为0.1-1mol/L；所述洗涤包括：分别用水和无水乙醇反复洗涤沉淀至最后一次洗涤液呈中性；所述过筛的网筛目数为300。
4.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述干燥的温度为80-100℃。
5.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述石墨烯分散液中的石墨烯质量分数为0.0057%-0.0867%；步骤（2）所述石墨烯和乙酸镉的质量比为1:12.5-1:200；步骤（2）所述乙酸镉和硫脲的物质的量之比为1:10-1:30。
6.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述超声处理的时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述水热反应的温度为160-180℃，水热反应的时间为10-14h；所述干燥的温度为80-100℃。
8.根据权利要求1所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述CdS/石墨烯复合光催化剂与醋酸铜溶液的质量体积比为1:1-1:10；所述醋酸铜溶液与混合液B的体积比为1:7-1:70；所述乳酸与混合液B的体积比为0.5:7-1.5:7；所述醋酸铜溶液的浓度为0.5-3 mmol/L；所述全光谱灯照射处理的时间为3-5h；所述全光谱灯为紫外加强的氙灯；步骤（4）中，反应器抽真空后，真空度≥101Kpa。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂。
10.权利要求9所述的Cu/CdS/石墨烯复合光催化剂在光催化分解水制氢中的应用。
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