CN112023947A - 一种复合材料及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光催化材料领域，具体公开了一种复合材料及其制备方法、应用，所述的复合材料是将MoS2量子点加入到乙醇和甘油的混合溶液中，然后在混合溶液中依次加入氯化锌、硝酸铟水合物、硫代乙酰胺，之后通过溶剂热法晶化，最后经过离心、洗涤、干燥得到复合材料，解决了现有纯的ZnIn2S4存在在可见光照射的条件下产氢率较低的问题，而且，通过采用溶剂热法使MoS2量子点与ZnIn2S4进行异质结复合得到的复合材料具备优异的光催化性能，制备方法简单、反应条件适宜、性能良好，在光催化分解水方面有潜在应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料领域，具体是一种复合材料及其制备方法、应用。
背景技术
由于环境污染以及能源短缺等问题，研发绿色、无污染的新能源（诸如风能、太阳能、生物质能等）来代替传统化石燃料，已经成为社会研究的热点。其中，氢能被认为是一种清洁的二次能源，而通过太阳光分解水制氢是一种可行的技术。然而，众所周知，一般情况下，在太阳光照射下的水是不会自行分解产生氢气的，因此在，光催化分解水析氢的过程中，除了需要太阳光作为动力源，仍然需要一些辅助性的催化剂（如半导体等）来促进氢气的产生。
目前，用于光催化分解水制氢的光催化材料有很多，例如，MOFs（金属有机骨架化合物）、COFs（共价有机框架）以及金属硫化物（例如，CdS，CuS，In2S3）等，其中，金属硫化物由于具有较窄的带隙且在可见光下具有较强的光吸收能力，引发了众多科研工作者的关注。ZnIn2S4是三元硫化物的一个成员，它拥有合适的禁带宽度（约为2.3 eV），具有良好的可见光吸收能力等优点。而二维过渡金属硫化物，例如二硫化钼(MoS2)、WS2、NiS等，特别是二硫化钼作为一种新兴的层状金属硫化物引起了人们的广泛关注。近些年来，不同形貌的MoS2，如量子点、纳米片、纳米颗粒和单层或多层MoS2已经被报道。其中，零维材料MoS2量子点是一类具有类似石墨烯的独特二维结构的过渡金属硫化物纳米材料，其具有良好的光稳定性。但是，现有技术中，纯的ZnIn2S4的光生电子与空穴的分离效率与迁移能力较差，致使光生电荷复合严重，在可见光照射的条件下产氢率较低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种复合材料，以解决上述背景技术中提出的现有纯的ZnIn2S4存在在可见光照射的条件下产氢率较低的问题。具体的，在本发明实施例中，通过一种简单的溶剂热法制备了复合材料，具体是0D/2D MoS2量子点/ZnIn2S4异质结复合光催化剂，并研究了其在可见光条件下制氢性能。本发明方法制备简单、反应条件适宜、性能良好。此外，制备的光催化剂具有较高的产氢性能，这在光催化分解水方面有潜在应用价值，应用于光催化产氢，提高了ZnIn2S4光催化活性。
基于上述目的，本发明采取如下技术方案：一种复合材料，具体是0D/2D MoS2量子点/ZnIn2S4异质结复合光催化剂，具体的制备方法包括两个步骤：一是在温和条件下制备MoS2量子点；一是通过溶剂热法制备MoS2量子点/ZnIn2S4复合光催化材料。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例提供一种复合材料，其主要成分是ZnIn2S4（硫铟锌）以及MoS2量子点，所述复合材料是采用溶剂热法使MoS2量子点与ZnIn2S4进行异质结复合得到。
优选的，所述MoS2量子点（即二硫化钼量子点）的制备方法，包括以下步骤：
(a)制备Mo前驱体溶液，其具体过程是：称取0.144g的MoO3，加入10 mL去离子水，在超声过程中逐滴滴加1 mol/L的氢氧化钠溶液，直至MoO3完全溶解；
(b)制备Na2S溶液，其具体过程是：称取1.2g的九水硫化钠（Na2S·9H2O），在搅拌条件下加入10mL水，完全溶解后备用；
(c)制备MoS2量子点，其具体过程是：在磁力搅拌条件下，向39mL的牛血清白蛋白溶液(浓度是1mg/mL)中加入1 mL的Mo前驱体溶液和0.2 mL的Na2S溶液，搅拌均匀后，逐滴滴加1mol/L的盐酸溶液直至pH值约为6-7，且在滴加盐酸过程中溶液逐渐变黄，得到的产物颜色为橙黄色，即所述MoS2量子点。
本发明实施例还提供一种复合材料的制备方法，所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照比例称取MoS2量子点加入乙醇和甘油进行混合均匀，然后加入ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺进行混合均匀，再进行溶剂热反应，冷却后进行离心，洗涤、干燥，得到所述复合材料（黄色产物），即MoS2量子点/ZnIn2S4复合光催化材料。
作为本发明进一步的方案：所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是1-5:20-24:6-10。
作为本发明再进一步的方案：所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是1-5:22:8。
优选的，所述MoS2量子点、乙醇与甘油的加入是按照量取1mL-5mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中的方式进行加入。
作为本发明再进一步的方案：在所述的复合材料的制备方法中，所述ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是1-2:2-3:7-9。
优选的，所述ZnCl2、硝酸铟水合物和硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是1.2:2.6:8。
作为本发明再进一步的方案：所述溶剂热反应的条件是在170-190℃下保持8-16h。
优选的，所述的复合材料的制备方法包括：
(a)量取1mL-5mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中，混合均匀，得到混合液；
(b)在磁力搅拌条件下，将1.2mmol的ZnCl2、2.6mmol的硝酸铟水合物和8mmol的硫代乙酰胺加入混合液中，连续搅拌至完全溶解后共同转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保持10 h；
(c)自然冷却至室温后，通过离心收集沉淀物，然后用水和乙醇清洗沉淀，最后在60℃下真空干燥12h，得到黄色产物，即所述复合材料。
本发明实施例还提供一种采用上述的复合材料的制备方法制备得到的复合材料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种所述的复合材料在光催化制氢中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实施例制备的MoS2量子点没有使用能耗高、制备时间长的水热法进行合成，而是采用一种简便且在室温条件下就可快速高效合成的方法，通过在温和条件下制备的零维材料MoS2量子点，可以提供大量的反应活性位点，而且，通过采用溶剂热法使MoS2量子点与ZnIn2S4进行异质结复合得到的0D/2D复合材料具备优异的光催化性能，制备方法简单、反应条件适宜、性能良好，所述复合材料在可见光催化制氢的试验中的产氢量连续且稳定，是纯的ZnIn2S4光催化产氢活性的2.5倍，在光催化分解水方面有潜在应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的复合材料的XRD谱图。
图2为本发明实施例提供的ZIS样品的扫描电镜图。
图3为本发明实施例提供的复合材料的光催化产氢率结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在以下实施例中，所述复合材料的光催化性能测试可以参考以下方法：
通过在可见光下光分解水析氢来评价复合材料的光催化活性。具体过程如下：称取20mg复合材料作为催化剂置于100 mL三乙醇胺水溶液（三乙醇胺和水的体积比为3:17）中，并加入400μL氯铂酸（7.72 mmol·L-1）作为助催化剂。在反应前向石英反应器中通入冷凝水使其温度保持5℃左右。在300 W氙灯（420 nm滤光片）照射下，每隔一个小时取一次样，通过气相色谱仪的TCD（热导）检测器进行在线分析，得出产氢量。通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达5611.2 μmol·h-1·g-1。
实施例1
一种复合材料，具体制备方法如下：
A、温和条件下MoS2量子点的制备
(a)制备Mo前驱体溶液，其具体过程是：称取0.144g的MoO3，加入10 mL去离子水，在超声过程中逐滴滴加1 mol/L的氢氧化钠溶液，直至MoO3完全溶解；
(b)制备Na2S溶液，其具体过程是：称取1.2g的九水硫化钠（Na2S·9H2O），在搅拌条件下加入10mL水，完全溶解后备用；
(c)制备MoS2量子点，其具体过程是：在磁力搅拌条件下，向39mL的牛血清白蛋白溶液(浓度是1mg/mL)中加入1 mL的Mo前驱体溶液和0.2 mL的Na2S溶液，搅拌均匀后，逐滴滴加1mol/L的盐酸溶液直至pH值约为6-7，且在滴加盐酸过程中溶液逐渐变黄，得到的产物颜色为橙黄色，即所述MoS2量子点；
B、复合材料（即MoS2量子点/ZnIn2S4复合催化剂）的制备
(1)量取1mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中，混合均匀，得到混合液；
(2)在磁力搅拌条件下，将1.2mmol的ZnCl2、2.6mmol的硝酸铟水合物和8mmol的硫代乙酰胺加入混合液中，连续搅拌至完全溶解后共同转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保持10 h；
(3)自然冷却至室温后，通过离心收集沉淀物，然后用水和乙醇清洗沉淀，最后在60℃下真空干燥12h，得到黄色产物，即所述复合材料，记作1-MZ。
在本实施例中，1-MZ的光催化性能测试如下：
通过在可见光下光分解水析氢来评价1-MZ的光催化活性。具体过程如下：称取20 mg的1-MZ作为催化剂置于100 mL 三乙醇胺水溶液（三乙醇胺和水的体积比为3:17）中，并加入400μL 氯铂酸（7.72 mmol·L-1）作为助催化剂。在反应前向石英反应器中通入冷凝水使其温度保持5℃左右。在300 W 氙灯（420 nm 滤光片）照射下，每隔一个小时取一次样，通过气相色谱仪的TCD检测器进行在线分析，得出产氢量。通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达3859.2 μmol·h-1·g-1。
实施例2
一种复合材料，具体制备方法如下：
A、温和条件下MoS2量子点的制备
具体的操作过程与实施例1中相同。
B、复合材料（即MoS2量子点/ZnIn2S4复合催化剂）的制备
(1)量取2mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中，混合均匀，得到混合液；
(2)在磁力搅拌条件下，将1.2mmol的ZnCl2、2.6mmol的硝酸铟水合物和8mmol的硫代乙酰胺加入混合液中，连续搅拌至完全溶解后共同转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保持10 h；
(3)自然冷却至室温后，通过离心收集沉淀物，然后用水和乙醇清洗沉淀，最后在60℃下真空干燥12h，得到黄色产物，即所述复合材料，记作2-MZ。
在本实施例中，2-MZ的光催化性能测试如下：
通过在可见光下光分解水析氢来评价2-MZ的光催化活性。具体过程如下：称取20 mg的2-MZ作为催化剂置于100 mL 三乙醇胺水溶液（三乙醇胺和水的体积比为3:17）中，并加入400μL 氯铂酸（7.72 mmol·L-1）作为助催化剂。在反应前向石英反应器中通入冷凝水使其温度保持5℃左右。在300 W 氙灯（420 nm 滤光片）照射下，每隔一个小时取一次样，通过气相色谱仪的TCD检测器进行在线分析，得出产氢量。通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达4497.5 μmol·h-1·g-1。
实施例3
一种复合材料，具体制备方法如下：
A、温和条件下MoS2量子点的制备
具体的操作过程与实施例1中相同。
B、复合材料（即MoS2量子点/ZnIn2S4复合催化剂）的制备
(1)量取3mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中，混合均匀，得到混合液；
(2)在磁力搅拌条件下，将1.2mmol的ZnCl2、2.6mmol的硝酸铟水合物和8mmol的硫代乙酰胺加入混合液中，连续搅拌至完全溶解后共同转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保持10 h；
(3)自然冷却至室温后，通过离心收集沉淀物，然后用水和乙醇清洗沉淀，最后在60℃下真空干燥12h，得到黄色产物，即所述复合材料，记作3-MZ。
在本实施例中，3-MZ的光催化性能测试如下：
通过在可见光下光分解水析氢来评价3-MZ的光催化活性。具体过程如下：称取20 mg的3-MZ作为催化剂置于100 mL 三乙醇胺水溶液（三乙醇胺和水的体积比为3:17）中，并加入400μL 氯铂酸（7.72 mmol·L-1）作为助催化剂。在反应前向石英反应器中通入冷凝水使其温度保持5℃左右。在300 W 氙灯（420 nm 滤光片）照射下，每隔一个小时取一次样，通过气相色谱仪的TCD检测器进行在线分析，得出产氢量。通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达5611.1 μmol·h-1·g-1。
实施例4
一种复合材料，具体制备方法如下：
A、温和条件下MoS2量子点的制备
具体的操作过程与实施例1中相同。
B、复合材料（即MoS2量子点/ZnIn2S4复合催化剂）的制备
(1)量取4mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中，混合均匀，得到混合液；
(2)在磁力搅拌条件下，将1.2mmol的ZnCl2、2.6mmol的硝酸铟水合物和8mmol的硫代乙酰胺加入混合液中，连续搅拌至完全溶解后共同转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保持10 h；
(3)自然冷却至室温后，通过离心收集沉淀物，然后用水和乙醇清洗沉淀，最后在60℃下真空干燥12h，得到黄色产物，即所述复合材料，记作4-MZ。
在本实施例中，4-MZ的光催化性能测试如下：
通过在可见光下光分解水析氢来评价4-MZ的光催化活性。具体过程如下：称取20 mg的4-MZ作为催化剂置于100 mL 三乙醇胺水溶液（三乙醇胺和水的体积比为3:17）中，并加入400μL 氯铂酸（7.72 mmol·L-1）作为助催化剂。在反应前向石英反应器中通入冷凝水使其温度保持5℃左右。在300 W 氙灯（420 nm 滤光片）照射下，每隔一个小时取一次样，通过气相色谱仪的TCD检测器进行在线分析，得出产氢量。通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达3654.2 μmol·h-1·g-1。
实施例5
一种复合材料，具体制备方法如下：
A、温和条件下MoS2量子点的制备
具体的操作过程与实施例1中相同。
B、复合材料（即MoS2量子点/ZnIn2S4复合催化剂）的制备
(1)量取5mL的MoS2量子点加入到30mL的乙醇和甘油的混合溶液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中，混合均匀，得到混合液；
(2)在磁力搅拌条件下，将1.2mmol的ZnCl2、2.6mmol的硝酸铟水合物和8mmol的硫代乙酰胺加入混合液中，连续搅拌至完全溶解后共同转移至聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下保持10 h；
(3)自然冷却至室温后，通过离心收集沉淀物，然后用水和乙醇清洗沉淀，最后在60℃下真空干燥12h，得到黄色产物，即所述复合材料，记作5-MZ。
在本实施例中，5-MZ的光催化性能测试如下：
通过在可见光下光分解水析氢来评价5-MZ的光催化活性。具体过程如下：称取20 mg的5-MZ作为催化剂置于100 mL 三乙醇胺水溶液（三乙醇胺和水的体积比为3:17）中，并加入400μL 氯铂酸（7.72 mmol·L-1）作为助催化剂。在反应前向石英反应器中通入冷凝水使其温度保持5℃左右。在300 W 氙灯（420 nm 滤光片）照射下，每隔一个小时取一次样，通过气相色谱仪的TCD检测器进行在线分析，得出产氢量。通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达3504.6 μmol·h-1·g-1。
实施例6
与实施例5相比，除了MoS2量子点的加入量是2.5mL外，其他与实施例5相同。
实施例7
一种复合材料，具体的制备方法包括以下步骤：
按照比例称取MoS2量子点加入乙醇和甘油进行混合均匀，然后加入ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺进行混合均匀，再进行溶剂热反应（在170℃下保持8h），冷却后进行离心，洗涤、干燥，得到所述复合材料（黄色产物），即MoS2量子点/ZnIn2S4复合光催化材料。其中，所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是1:20:6。所述ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是1:2:7。
在本实施例中，所述的MoS2量子点的制备方法，包括以下步骤：
将牛血清白蛋白溶液、钼前驱体溶液以及Na2S溶液按照体积比是30:0.5:0.1的比例进行混合均匀，调节pH值至约为6-7，得到所述MoS2量子点。其中，所述牛血清白蛋白溶液的浓度是0.5mg/mL，所述Na2S溶液的浓度是0.05g/mL。所述钼前驱体溶液的制备方法是称取0.1g的MoO3加入至5mL去离子水进行超声分散，在超声过程中逐滴滴加浓度是0.5mol/L的氢氧化钠溶液，直至MoO3完全溶解，得到所述钼前驱体溶液。
实施例8
一种复合材料，具体的制备方法包括以下步骤：
按照比例称取MoS2量子点加入乙醇和甘油进行混合均匀，然后加入ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺进行混合均匀，再进行溶剂热反应（在190℃下保持16h），冷却后进行离心，洗涤、干燥，得到所述复合材料（黄色产物），即MoS2量子点/ZnIn2S4复合光催化材料。其中，所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是5:24:10。所述ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是2:3:9。
在本实施例中，所述的MoS2量子点的制备方法，包括以下步骤：
将牛血清白蛋白溶液、钼前驱体溶液以及Na2S溶液按照体积比是50:1.5:0.3的比例进行混合均匀，调节pH值至约为7，得到所述MoS2量子点。其中，所述牛血清白蛋白溶液的浓度是1.5mg/mL，所述Na2S溶液的浓度是0.15g/mL。所述钼前驱体溶液的制备方法是称取0.2g的MoO3加入至15mL去离子水进行超声分散，在超声过程中逐滴滴加浓度是1.5mol/L的氢氧化钠溶液，直至MoO3完全溶解，得到所述钼前驱体溶液。
实施例9
一种复合材料，具体的制备方法包括以下步骤：
按照比例称取MoS2量子点加入乙醇和甘油进行混合均匀，然后加入ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺进行混合均匀，再进行溶剂热反应（在180℃下保持12h），冷却后进行离心，洗涤、干燥，得到所述复合材料（黄色产物），即MoS2量子点/ZnIn2S4复合光催化材料。其中，所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是3:22:8。所述ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是1.5:2.5:8。
在本实施例中，所述的MoS2量子点的制备方法，包括以下步骤：
将牛血清白蛋白溶液、钼前驱体溶液以及Na2S溶液按照体积比是40:1:0.2的比例进行混合均匀，调节pH值至约为6，得到所述MoS2量子点。其中，所述牛血清白蛋白溶液的浓度是1mg/mL，所述Na2S溶液的浓度是0.1g/mL。所述钼前驱体溶液的制备方法是称取0.15g的MoO3加入至10mL去离子水进行超声分散，在超声过程中逐滴滴加浓度是1mol/L的氢氧化钠溶液，直至MoO3完全溶解，得到所述钼前驱体溶液。
实施例10
一种复合材料，具体的制备方法包括以下步骤：
按照比例称取MoS2量子点加入乙醇和甘油进行混合均匀，然后加入ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺进行混合均匀，再进行溶剂热反应（在180℃下保持10h），冷却后进行离心，洗涤、干燥，得到所述复合材料（黄色产物），即MoS2量子点/ZnIn2S4复合光催化材料。其中，所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是1:22:8。所述ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是1.2:2.6:8。
在本实施例中，所述的MoS2量子点的制备方法，包括以下步骤：
将牛血清白蛋白溶液、钼前驱体溶液以及Na2S溶液按照体积比是39:1:0.2的比例进行混合均匀，调节pH值至约为6-7，得到所述MoS2量子点。其中，所述牛血清白蛋白溶液的浓度是1mg/mL，所述Na2S溶液的浓度是0.12g/mL。所述钼前驱体溶液的制备方法是称取0.144g的MoO3加入至10mL去离子水进行超声分散，在超声过程中逐滴滴加浓度是1mol/L的氢氧化钠溶液，直至MoO3完全溶解，得到所述钼前驱体溶液。
实施例11
与实施例10相比，除了所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是2:22:8外，其他与实施例10相同。
实施例12
与实施例10相比，除了所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是3:22:8外，其他与实施例10相同。
实施例13
与实施例10相比，除了所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是4:22:8外，其他与实施例10相同。
实施例14
与实施例10相比，除了所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是5:22:8外，其他与实施例10相同。
实施例15
与实施例10相比，除了所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是2.5:22:8外，其他与实施例10相同。
实施例16
与实施例2相比，除了将“在180℃下保持10 h”替换为“在174℃下保持16 h”外，其他与实施例2相同。
实施例17
与实施例2相比，除了将“在180℃下保持10 h”替换为“在170℃下保持16 h”外，其他与实施例2相同。
实施例18
与实施例2相比，除了将“在180℃下保持10 h”替换为“在190℃下保持8 h”外，其他与实施例2相同。
实施例19
与实施例2相比，除了将“在180℃下保持10 h”替换为“在180℃下保持12 h”外，其他与实施例2相同。
对比例1
在本实施例中，在磁力搅拌条件下，将1.2 mmol氯化锌、2.6 mmol硝酸铟水合物、8mmol硫代乙酰胺加入到30 mL乙醇和甘油的混合液（乙醇和甘油的体积比为11:4）中；搅拌完全溶解后，混合液移入含有聚四氟乙烯的水热釜在，于180℃下保持10 h；然后自然冷却至室温，通过离心、洗涤、干燥，得到纯的ZnIn2S4光催化材料，记作ZIS。
性能试验
一、XRD（X-Ray Diffraction，X射线衍射）表征
将实施例1-5中制备的复合材料以及对比例1中制备的ZIS分别进行XRD表征，具体的XRD谱图见图1所示。从图1可以看出，制备的复合材料的XRD图谱中，其峰形和峰位与ZIS的XRD图谱的峰形和峰位相对应。
同时，将对比例1中制备的ZIS进行扫描电镜（SEM）表征，对应的扫描电镜（SEM）图片如图2所示，即纯的ZnIn2S4的扫描电镜（SEM）图片。
二、催化性能检测
将实施例1-5中制备的复合材料以及对比例1中制备的ZIS分别进行催化性能检测，具体的可以参照实施例1-5中的光催化性能测试方法，对应的光催化产氢率结果如图3所示。从图3中可以看出，通过在可见光下光分解水析氢来评价的3-MZ的光催化活性最好，在连续反应4个小时后，最高的产氢率可达5611.1 μmol·h-1·g-1。通过在可见光下光催化分解水析氢来评价ZIS的光催化活性，通过光催化测试得出，在连续反应4个小时后，其产氢量可达2307.2 μmol·h-1·g-1。
本发明实施例有益效果如下，本发明实施例制备的MoS2量子点没有使用能耗高、制备时间长的水热法进行合成，而是采用一种简便且在室温条件下就可快速高效合成的方法，通过在温和条件下制备的零维材料MoS2量子点，可以提供大量的反应活性位点，通过采用溶剂热法使MoS2量子点与ZnIn2S4进行异质结复合得到的复合材料具备优异的光催化性能，而且制备方法简单、反应条件适宜、性能良好，所述复合材料具有较好的光催化活性，且在可见光催化制氢的试验中，产氢量连续且稳定，是纯的ZnIn2S4光催化产氢活性的2.5倍，用于可见光分解水制氢具有优异的光催化活性，在光催化分解水方面有潜在应用价值。
需要说明的是，纯的ZnIn2S4由于其光生载流子较差的分离与迁移效率，致使其产氢能力较低。因此，本发明通过ZnIn2S4与MoS2量子点的复合，来促进光生载流子的分离与迁移，改善它的可见光吸收性能，提高它的制氢能力。本发明通过简单的溶剂热法使ZnIn2S4与MoS2量子点复合，成功地制备了0D/2D MoS2量子点/ZnIn2S4异质结复合可见光催化剂，用于可见光分解水制氢，具有优异的光催化活性。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种复合材料，其特征在于，其主要成分是ZnIn2S4以及MoS2量子点，所述复合材料是采用溶剂热法使MoS2量子点与ZnIn2S4进行异质结复合得到。
2.一种如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照比例称取MoS2量子点加入乙醇和甘油进行混合均匀，然后加入ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺进行混合均匀，再进行溶剂热反应，冷却后进行离心，洗涤、干燥，得到所述复合材料。
3.根据权利要求2所述的复合材料的制备方法，其特征在于，在所述的复合材料的制备方法中，所述MoS2量子点、乙醇与甘油的体积比是1-5:20-24:6-10。
4.根据权利要求2所述的复合材料的制备方法，其特征在于，在所述的复合材料的制备方法中，所述ZnCl2、硝酸铟水合物与硫代乙酰胺的用量比例按照摩尔比计是1-2:2-3:7-9。
5.根据权利要求2所述的复合材料的制备方法，其特征在于，在所述的复合材料的制备方法中，所述溶剂热反应的条件是在170-190℃下保持8-16h。
6.一种采用如权利要求2-5任一所述的复合材料的制备方法制备得到的复合材料。
7.一种如权利要求6所述的复合材料在光催化制氢中的应用。
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