CN113058617B - 一种光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光催化剂及其制备方法和应用，所述的光催化剂为负载有Pd的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料；所述的Pd负载于ZnIn2S4和/或TiO2上。采用本发明提供制备方法所制备的光催化剂在模拟太阳光条件下，具有优异的光催化分解水制氢性能，其合成方法简单、无毒，反应条件易控制，原料价廉易得，降低了产品成本，又因其具有稳定的化学性质，催化效率高，拓宽了催化剂的可见光吸收范围，提高了太阳光的利用率，促进了光生电子和空穴的分离，实现高效率的光催化分解水制氢，具有很高的实用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
在当今时代，全球经济发展迅速与猛烈，人口数量急剧上升，人类社会对资源的需求越来越大，化石燃料的过度消耗造成的能源短缺和环境问题，引发了我们对生态环境友好、高效、可持续的清洁能源的迫切需求。在可再生能源中，氢气具有清洁、可持续、较高的燃烧热值、高能量密度等诸多优点，被广泛认为是一种理想的能源燃料。在太阳能转换的各种方法中，太阳能驱动的水分解产氢已被认为是一项最有希望实现将取之不尽、用之不竭的太阳能转化为可储存燃料氢能的重要技术。
在金属硫化物光催化剂中，ZnIn2S4是一种潜在的环保型、可见光驱动的光催化剂，因其良好的光学特性和合适的带隙(2.2-2.8eV)而受到众多研究者的关注，说明ZnIn2S4是一种适用于可见光下光催化析氢的光催化剂。然而，与大多数光催化剂一样，ZnIn2S4作为单一半导体光催化剂的电子空穴对快速复合和活性位点的缺乏在一定程度上导致纯ZnIn2S4的光催化活性较差。因此，寻找合适的半导体与纯ZnIn2S4能级相匹配来解决这些缺陷是提高其光催化制氢能力的关键。
已有文献报道，商用纳米TiO2(P25)以其低成本、易获得、高稳定性等优点成为研究和应用最多且最具有发展前景的光催化剂之一。但是，TiO2禁带宽度较大，Eg约为3.2eV，只能吸收387nm以下的紫外光的激发而发生光催化反应，紫外光仅仅占太阳光波段的4％，然而占太阳光波段约40％-50％的太阳光没有得到利用，同时，单个半导体光催化剂的光生载流子复合速率过快，会降低太阳光的利用和光催化效率。ZnIn2S4和TiO2是光催化领域中两种常用半导体，因其能级匹配，结合两者的优点，克服它们各自的缺点，被证明是异质结结构的良好候选材料。
在已有的研究中，研究者对两种主要的异质结(II型，Z-scheme)进行了深入的探索，证明可以提高光催化剂的活性。在II型异质结中，由于带隙能级匹配和载流子的转移，光激发的电子和空穴的氧化还原能力减弱，因此研究者希望可以避开此类型研究。随着研究的深入，研究者们发现直接在两个或多个半导体界面上形成的Z-scheme光催化体系越来越受到关注,因为它保留了每个半导体组分较高的氧化还原电位，不仅提高了光生载流子的分离效率和更高的光催化效率，而且最大限度地提高光催化材料的稳定性和氧化还原能力。
此外，有文献报道贵金属(如Au，Ag和Pd)经常被用作电子转移介质，一个半导体导带(CB)中的光激发电子可以被电子转移介质迅速捕获，转移到另一个半导体的价带(VB)，然后与另一个半导体中的空穴重新结合，留下更多的还原电子和氧化空穴参与催化活性位点的氧化还原反应，使协同催化改性的光催化剂具有高的产H2性能，因此，各种高性能的协同催化改性光催化材料，通过快速的电子转移得到了广泛的发展。另一方面，载入贵金属可以作助催化剂在半导体表面上为制氢产氧提供活性位点并且减少过电位的反应，以提高光生电子-空穴对的迁移分离。由于贵金属自身一般具有很强的催化活性，可以降低体系中的还原反应(H+还原，溶解O2还原)的超电势，提高H+在贵金属活性位点的反应速率，从而增强整个系统的催化能力。
本发明通过光还原法合成Pd负载ZnIn2S4和水热法制备出一种直接Z型Pd 负载ZnIn2S4/TiO2异质结的高活性光催化剂，不仅拓宽了催化剂的光吸收范围，提高了太阳光的利用率，而且促进了光生电子和空穴的分离，实现高效率地光催化分解水制氢，具有很高的实用价值和应用前景。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出以下技术方案。
第一方面，提出一种光催化剂，所述的光催化剂为负载有Pd的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料；所述的Pd负载于ZnIn2S4和/或TiO2上，具体如下：
Pd负载TiO2/ZnIn2S4异质结纳米材料：Pd负载TiO2后与ZnIn2S4复合；
或Pd负载(ZnIn2S4/TiO2)异质结纳米材料：Pd负载(ZnIn2S4/TiO2复合材料)；
或Pd负载ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料：Pd负载ZnIn2S4后与TiO2复合。
优选的，所述的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料为Z型ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
优选的，所述的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料中ZnIn2S4和TiO2中摩尔比为 1:2-3:1。
优选的，所述的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料中ZnIn2S4和TiO2中摩尔比为5： 2。
优选的，所述Pd在其所负载的TiO2、ZnIn2S4或ZnIn2S4/TiO2上的重量占比为0.1％-1％。
第二方面，提出一种光催化剂的制备方法，所述的Pd负载于ZnIn2S4和TiO2上的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料制备方法：包括如下步骤：
步骤1：制备ZnIn2S4纳米片；
步骤2：制备ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料；
步骤3：将Pd负载于ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料上得所述光催化剂；
或所述的Pd负载于ZnIn2S4或TiO2上的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：制备ZnIn2S4纳米片：
步骤2：将Pd负载于ZnIn2S4或TiO2上；
步骤3：制备Pd负载ZnIn2S4/TiO2或Pd负载TiO2/ZnIn2S4异质结纳米材料。
优选的，制备ZnIn2S4纳米片的步骤为：
S11：采用一步水热合成法，按照摩尔比为1:2:4，称取氯化锌、四水合三氯化铟和硫代乙酰胺溶解到乙二醇中，持续超声25分钟-35分钟；
S12：将步骤S11所形成的混合液转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，110℃ -130℃加热5.5小时-6.5小时；
S13：将步骤S12所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥11小时-13 小时，得到ZnIn2S4纳米片。
制备ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料的步骤为：
S21：采用一步水热合成法，按照摩尔比为1:2:4，称取氯化锌、四水合三氯化铟和硫代乙酰胺溶解到乙二醇中，持续超声25分钟-35分钟；
S22：将商用TiO2分散在步骤S21获得的溶液中，在室温条件下超声25分钟-35分钟；
S23：将步骤S22所形成的混合液转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，110℃-130℃加热5.5小时-6.5小时；
S24：将步骤S23所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥11小时-13 小时，合成ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
将Pd负载于ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料上的步骤为：
S31：将ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料与Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含三乙醇胺与乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液1.5小时-2.5小时；
S32：将步骤S31所得沉淀用无水乙醇清洗，在55℃-65℃真空干燥箱干燥过夜，得到Pd负载(ZnIn2S4/TiO2)异质结纳米材料。
将Pd负载于ZnIn2S4或TiO2上的步骤为：
S41：将纯ZnIn2S4纳米片与Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含三乙醇胺与乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液1.5小时2.5小时；将所得沉淀用无水乙醇清洗，在55℃-65℃真空干燥箱干燥过夜，得到Pd负载ZnIn2S4纳米材料；
或者，取商用TiO2与Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含三乙醇胺与乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液1.5小时-2.5小时，获取Pd负载TiO2纳米颗粒。
第三方面，采用第一方面提出的光催化剂的制备方法获得的光催化剂作为光催化分解水制氢的应用。
优选的，采用第一方面所述的光催化剂或第二方面所述的光催化剂的制备方法所制备的光催化剂作为光催化分解水制氢时，采用乙醇作为牺牲剂。
第四方面，采用第一方面提出的光催化剂的制备方法获得的光催化剂用作光催化分解水制氢的应用。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的光催化剂可用于光催化分解水制氢；
2、本发明通过将Pd负载于TiO2、ZnIn2S4或ZnIn2S4/TiO2，形成光催化性能高的光催化剂；
3、本发明通过优化Pd负载ZnIn2S4/TiO2，其光催化性能最高是纯ZnIn2S4纳米片的2倍，Pd负载ZnIn2S4/TiO2的催化性能最高是纯ZnIn2S4纳米片的9倍；
4、本发明实现了高效率的光催化分解水制氢，具有很高的实用价值和应用前景。
附图说明
图1为所制得的TiO2、ZnIn2S4、ZnIn2S4/TiO2 Z型体系异质结纳米材料的XRD 衍射图；
图2a为所制得的Pd负载ZnIn2S4或TiO2、Pd负载ZnIn2S4/TiO2、Pd负载 TiO2/ZnIn2S4及Pd负载(TiO2/ZnIn2S4)Z型异质结纳米材料的XRD衍射图；
图2b为所制得的Pd负载ZnIn2S4、Pd负载ZnIn2S4/TiO2纳米材料的XRD衍射图；
图3为所制得的ZnIn2S4、TiO2、ZnIn2S4/TiO2、Pd负载ZnIn2S4/TiO2 Z型体系异质结纳米材料的扫描电镜(SEM)图；
图4为所制得的TiO2、ZnIn2S4、ZnIn2S4/TiO2、Pd负载ZnIn2S4/TiO2 Z型体系异质结纳米材料的紫外可见漫反射图；
图5a,5b,5c分别为所制得的ZnIn2S4/TiO2、Pd负载TiO2/ZnIn2S4、Pd负载 ZnIn2S4/TiO2及Pd负载(TiO2/ZnIn2S4)Z型体系异质结纳米材料和纯ZnIn2S4、 TiO2在模拟太阳光下，乙醇为牺牲剂条件下，光催化分解水制氢性能图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
实施例1：制备ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料
称取0.1363g氯化锌(ZnCl2)，0.5865g四水合三氯化铟(InCl3·4H2O)和 0.3005g硫代乙酰胺(TAA)超声溶解到20ml乙二醇中，在室温下持续搅拌30 分钟；然后称取0.01g商用TiO2加入上述溶液中，超声分散30分钟，最后在25ml 聚四氟乙烯内衬的高压釜中，120℃加热6小时，所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥12小时，得到ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
实施例2：制备2ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料
称取0.2726g氯化锌(ZnCl2)，1.1730g四水合三氯化铟(InCl3·4H2O)和 0.6015g硫代乙酰胺(TAA)超声溶解到20ml乙二醇中，在室温下持续搅拌30 分钟；然后称取0.01g商用TiO2加入上述溶液中，超声分散30分钟，最后在25ml 聚四氟乙烯内衬的高压釜中，120℃加热6小时，所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥12小时，得到2ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
实施例3：制备5ZnIn2S4/2TiO2异质结纳米材料
称取0.6815g氯化锌(ZnCl2),2.9324g四水合三氯化铟(InCl3·4H2O)和 1.5026g硫代乙酰胺(TAA)超声溶解到20ml乙二醇中，在室温下持续搅拌30 分钟；然后称取0.1598g商用TiO2加入上述溶液中，超声分散30分钟，最后在 25ml聚四氟乙烯内衬的高压釜中，120℃加热6小时，所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥12小时，得到5ZnIn2S4/2TiO2异质结纳米材料。
实施例4：制备3ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料
称取0.4089g氯化锌(ZnCl2),1.7594g四水合三氯化铟(InCl3·4H2O)和 0.9016g硫代乙酰胺(TAA)超声溶解到20ml乙二醇中，在室温下持续搅拌30 分钟；然后称取0.01g商用TiO2加入上述溶液中，超声分散30分钟，最后在25ml 聚四氟乙烯内衬的高压釜中，120℃加热6小时，所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥12小时，得到3ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
实施例5:制备ZnIn2S4纳米片
称取0.1363g氯化锌(ZnCl2),0.5865g四水合三氯化铟(InCl3·4H2O)和 0.3005g硫代乙酰胺(TAA)超声溶解到20ml乙二醇中，在室温下持续搅拌30 分钟；将形成的溶液转移到25ml聚四氟乙烯内衬的高压釜中，120℃加热6小时，所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥12小时，得到ZnIn2S4纳米片组成的类似花瓣状催化剂。
实施例6：制备0.5wt％Pd负载ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料
将实施例5得到的纯ZnIn2S4(200mg)纳米片与1.63mg Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含0.5ml三乙醇胺与3.5ml乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液2小时；所得沉淀用无水乙醇清洗数次，在60℃真空干燥箱干燥过夜，得到0.5wt％Pd负载ZnIn2S4纳米材料；将实施例6所得到的0.5wt％Pd负载ZnIn2S4纳米材料按照步骤实施例1水热合成0.5wt％Pd负载ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
实施例7：制备0.5wt％Pd负载TiO2/ZnIn2S4异质结纳米材料
称取商用TiO2(200mg)纳米颗粒与1.63mg Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含0.5ml三乙醇胺与3.5ml乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液2小时；所得沉淀用无水乙醇清洗数次，在60℃真空干燥箱干燥过夜，得到0.5wt％Pd负载TiO2纳米颗粒；将实施例7所得到的0.5wt％Pd负载TiO2纳米颗粒按照步骤实施例1水热合成0.5wt％Pd负载TiO2/ZnIn2S4异质结纳米材料。
实施例8：制备0.5％Pd负载(ZnIn2S4/TiO2)异质结纳米材料
将实施例1得到的ZnIn2S4/TiO2(200mg)纳米片与1.63mg Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含0.5ml三乙醇胺与3.5ml乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液2小时；所得沉淀用无水乙醇清洗数次，在60℃真空干燥箱干燥过夜，得到0.5％Pd负载(ZnIn2S4/TiO2)异质结纳米材料。
实施例9：制备0.5wt％Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2异质结纳米材料
将实施例6所得到的0.5wt％Pd负载ZnIn2S4纳米材料按照步骤实施例1以摩尔比5:2水热合成0.5wt％Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2异质结纳米材料。
实施例10：制备Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2异质结纳米材料
依据实施例6合成方法步骤合成0.1wt％Pd负载ZnIn2S4、0.3wt％Pd负载 ZnIn2S4、1wt％Pd负载ZnIn2S4纳米材料后按照步骤实施例1以摩尔比5:2水热合成0.1wt％Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2、0.3wt％Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2、1wt％Pd 负载5ZnIn2S4/2TiO2异质结纳米材料。
实施例11：制备的ZnIn2S4/TiO2、Pd负载ZnIn2S4/TiO2 Z型体系异质结纳米材料的物相表征。
图1、图2为所制得ZnIn2S4/TiO2、Pd负载ZnIn2S4/TiO2、Pd负载TiO2/ZnIn2S4、 Pd负载(ZnIn2S4/TiO2)Z型体系异质结及的ZnIn2S4、TiO2纳米材料的XRD图。从图中可以看出所有的样品都有相似的XRD衍射峰，TiO2粉末的衍射峰与锐钛矿相和金红石相一致(JCPDS,No.21-1272与JCPDS,No.21-1276)，ZnIn2S4的衍射峰与六方晶相相一致(JCPDS No.65-2023)，通过谱图分析，在ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料中可以观察到TiO2和ZnIn2S4两相，ZnIn2S4/TiO2异质结几乎表现出这两种纯样品的所有衍射峰。此外，随着ZnIn2S4与TiO2比例地相应增加，TiO2衍射峰的强度逐渐降低，而ZnIn2S4衍射晶面的强度增加。可以清楚地确定ZnIn2S4/TiO2、Pd负载ZnIn2S4/2TiO2体系异质结纳米材料的典型XRD图谱，表明异质结构中存在ZnIn2S4、TiO2。此外，样品中未检测到其他与杂质相关的衍射峰，表明制备的样品具有良好的结晶度和纯度。另外，在Pd负载异质结纳米材料中金属钯的特征峰(约为46.7°)并不明显，是由于负载在催化剂表面的钯元素的含量比较少，且钯颗粒在催化剂表面的分散程度较高。
实施例12：制备的ZnIn2S4/TiO2、0.5％Pd负载ZnIn2S4/TiO2 Z型体系异质结、ZnIn2S4和TiO2纳米材料的形貌表征
从图3中我们可以看到裸TiO2、纯ZnIn2S4、5ZnIn2S4/2TiO2、0.5wt％Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像。
图3a所示为TiO2样品的FESEM图，具有由众多的二氧化钛纳米粒子组成的小球结构，该结构能提供丰富的成核位点，可用于组装另一个材料。
用水热法合成得到的ZnIn2S4由具有分散均匀的纳米片自组装生长成似花朵状形态的微球组成(图3b)。加入TiO2后，花状微球的结构没有明显变化，如图 3c所示，说明TiO2对ZnIn2S4的组装生长没有影响。在5ZnIn2S4/2TiO2样品的表面能观察到有许多尺寸很小的纳米小球随机点缀在相互交织的纳米微球花瓣中，形成了5ZnIn2S4/2TiO2结构，有利于促进这两种半导体材料之间的电子转移。
实施例13：制备的ZnIn2S4/TiO2、0.5％Pd负载ZnIn2S4/TiO2 Z型体系异质结、ZnIn2S4和TiO2纳米材料的光学性质表征
从图4中可以看出除了TiO2，所有样品中在可见光区域都有较强的吸收，这种光吸收是由于半导体的本征跃迁产生的，而不是由于杂质能级的跃迁造成的。
从图4中可以看出，ZnIn2S4在吸收波长510nm处有吸收峰出现，随着ZnIn2S4与TiO2比例的相应增加，样品在可见光区吸收的光量增加，有利于太阳能的有效利用。Pd纳米颗粒引入ZnIn2S4确实改变了ZnIn2S4的光学性质，这说明Pd负载ZnIn2S4是一种优良的可见光-光响应型光催化剂。
实施例14：制备的ZnIn2S4/TiO2、Pd负载ZnIn2S4/TiO2、Pd负载TiO2/ZnIn2S4、 Pd负载(ZnIn2S4/TiO2)Z型体系系列的异质结、ZnIn2S4、TiO2纳米材料在模拟太阳光下的光催化分解水制氢性能测试
在不断搅拌下将0.1g ZnIn2S4/TiO2系列催化剂和0.01g 0.5％Pd负载 ZnIn2S4/TiO2催化剂置于装有100ml水溶液(乙醇和水的体积比为1：1)的平面光窗口Pyrex烧瓶中，然后采用抽真空30min后用注射器量取20毫升高纯氩气通入反应器，鼓泡以除去反应体系中的氧气，光反应体系处于真空状态，直到压力表稳定。再用300W氙灯模拟太阳光照射溶液，最后反应所得产物氢气的量用 GC-9790Ⅱ气相色谱仪测得并分析，载气为Ar，检测器为TCD。
由图5可以看出，在模拟太阳光照射下，ZnIn2S4/TiO2、Xwt％Pd负载 5ZnIn2S4/2TiO2 Z型体系系列样品均具有很好的太阳光响应。
具体的：通过图5a可以看出，ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料中ZnIn2S4和TiO2中摩尔比为5:2时，即5ZnIn2S4/2TiO2，催化性能最好。
通过图5b可以看出，本发明提供的三种类型的光催化剂中，Pd负载 ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料的催化性能最好。
通过图5c可以看出，所述Pd在其所负载的ZnIn2S4上形成Pd负载 ZnIn2S4/TiO2催化剂(Pd@5ZnIn2S4/5TiO2)，Pd的重量占比为0.5％的催化性能最好。
本实施例中，ZnIn2S4/TiO2最佳产率为2100μmol g-1h-1，其催化活性是纯 ZnIn2S4(1028μmol g-1h-1)的2倍；0.5wt％Pd负载5ZnIn2S4/2TiO2最佳产率为9099 μmol g-1h-1，其催化活性是纯ZnIn2S4(1028μmol g-1h-1)的9倍。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种光催化剂的制备方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤1：制备ZnIn2S4纳米片；
步骤2：将Pd负载于ZnIn2S4或TiO2上；
步骤3：制备Pd负载ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料或Pd负载TiO2/ZnIn2S4异质结纳米材料得所述光催化剂；
步骤1所述的制备ZnIn2S4纳米片的步骤为：
S11：采用一步水热合成法，按照摩尔比为1:2:4，称取氯化锌、四水合三氯化铟和硫代乙酰胺溶解到乙二醇中，持续超声25分钟-35分钟；
S12：将步骤S11所形成的混合液转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，110℃-130℃加热5.5小时-6.5小时；
S13：将步骤S12所得沉淀离心、洗涤、分离后，真空干燥箱干燥11小时-13小时，得到ZnIn2S4纳米片；
步骤2所述的将Pd负载于ZnIn2S4或TiO2上的步骤为：
S21：将纯ZnIn2S4纳米片与Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含三乙醇胺与乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液1.5小时-2.5小时；将所得沉淀用无水乙醇清洗，在55℃-65℃真空干燥箱干燥过夜，得到Pd负载 ZnIn2S4纳米材料；
或者，取商用TiO2与Pd(CH3CN)2Cl2溶解于含三乙醇胺与乙腈的混合溶液中，脱气后，用365nm紫外灯辐照悬浮液1.5小时-2.5小时，获取Pd负载TiO2纳米颗粒。
2.一种光催化剂，其特征在于，采用权利要求1所述光催化剂的制备方法制备而成，所述的光催化剂为负载有Pd的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料；所述的Pd负载于ZnIn2S4或TiO2上。
3.根据权利要求2所述的一种光催化剂，其特征在于：所述的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料为Z型ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料。
4.根据权利要求2所述的一种光催化剂，其特征在于：所述的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料中ZnIn2S4和TiO2中摩尔比为1:2-3:1。
5.根据权利要求2所述的一种光催化剂，其特征在于：所述的ZnIn2S4/TiO2异质结纳米材料中ZnIn2S4和TiO2摩尔比为5：2。
6.根据权利要求2所述的一种光催化剂，其特征在于：所述Pd在其所负载的TiO2、ZnIn2S4上的重量占比为0.1%-1%。
7.采用权利要求2到6任一项所述的光催化剂作为光催化分解水制氢的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，采用乙醇作为牺牲剂。
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