利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，包括至少三種無機納米晶，其中一種為具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶，一種為與之具有重疊吸收的無機納米晶，另一種為具有電子傳輸作用的無機納米晶；所述至少三種無機納米晶組裝得到納米團簇光催化劑；所述無機納米晶的粒徑為1-100nm；所述納米團簇光催化劑的直徑為50-1000nm。該納米團簇光催化劑具有簡便、高效、尺寸和組成可調(diào)的特性，在實際應(yīng)用中具有重要意義。本發(fā)明還公開了該納米團簇光催化劑的制備方法及應(yīng)用。
【專利說明】利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料及其制備領(lǐng)域，更具體地涉及一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]由于化石燃料本身的不可持續(xù)性，以及燃燒化石燃料釋放的大量C02產(chǎn)生的溫室效應(yīng)、環(huán)境污染等嚴(yán)重的全球性問題，構(gòu)建潔凈的、環(huán)境友好的非化石燃料的可再生新能源體系，已經(jīng)成為世界各國高度關(guān)注的焦點和重大戰(zhàn)略。太陽能由于其取之不盡、潔凈無污染、可再生等優(yōu)點，必將在未來的新能源開發(fā)中占據(jù)舉足輕重的地位。而氫能具有高燃燒值、燃燒產(chǎn)物是水無環(huán)境污染等優(yōu)點，因此，利用太陽能半導(dǎo)體光催化分解水制氫作為可持續(xù)發(fā)展的新能源途徑之一，正日益受到國際社會的高度關(guān)注。經(jīng)過四十多年的發(fā)展，利用太陽能半導(dǎo)體光催化分解水制氫已取得較大的進展，但是效率仍然很低，離實際應(yīng)用仍有一定的距離(參考文獻 Y.Tian, T.Tatsuma, J.Am.Chem.Soc.2005，127，7632 - 7637 ；Z.Seh, S.Liu, M.Low, S.- Y.Zhang, Z.Liu, A.Mlayah, M - Y.Han, Adv.Mater.2012，24，2310 - 2314 ；J.Lee,S.Mubeen，X.Ji，G.D.Stucky, M.Moskovits, Nano Lett.2012，12，5014-5019)。光催化劑較低的光吸收效率以及光生電子和空穴較高的復(fù)合效率是制約光催化分解水效率較低的兩個主要原因(參考文獻A.Fujishima, X.Zhang, D.A.Tryk, Surf.Sc1.Rep.2008，63，515 - 582 ；G.K.Mor, K.Shankar, M.Paulose，0.K.Varghese, C.A.Grimes, Nano Lett.2005，5，191 - 195 ；K.Zhu，N.R.Neale, A.Miedaner，A.J.Frank, NanoLett.2007, 7，69 - 74)。因而，提高光催化劑的光吸收效率并且降低電子和空穴對的復(fù)合效率在提高光催化分解水制氫的效率方面具有重要前景(參考文獻D.B.1ngram, S.Linic, J.Am.Chem.Soc.2011, 133, 5202 - 5205)。
[0003]基于此，本發(fā)明提出一種利用表面等離子體共振效應(yīng)提高光催化劑的光吸收效率，并且通過電子傳輸?shù)膮f(xié)同作用提高電子和空穴的分離效率的新型光催化劑復(fù)合體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一個目的在于提供一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，該納米團簇光催化劑具有簡便、高效、尺寸和組成可調(diào)的特性，在實際應(yīng)用中具有重要意義。
[0005]本發(fā)明的第二個目的在于提供一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明的第三個目的在于提供一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的應(yīng)用。
[0007]為達到上述第一個目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0008]一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，包括至少三種無機納米晶，其中一種為具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶，一種為與之具有重疊吸收的無機納米晶，另一種為具有電子傳輸作用的無機納米晶；所述至少三種無機納米晶組裝得到納米團簇光催化劑；所述無機納米晶的粒徑為l-100nm ;所述納米團簇的直徑為50-1000nm。
[0009]優(yōu)選地，所述無機納米晶的粒徑為3_20nm。
[0010]優(yōu)選地，所述具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶為Au、Ag和Cu中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶為Au。
[0011]優(yōu)選地，所述具有重疊吸收的無機納米晶為CdSe、CdS、CuInS、Cu20和Fe203中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述具有重疊吸收的無機納米晶為CdSe。
[0012]優(yōu)選地，所述具有電子傳輸作用的無機納米晶為Pt、Pd、ZnO和Ti02中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述具有電子傳輸作用的無機納米晶為Ti02。
[0013]優(yōu)選地，所述無機納米晶的形貌為球形、納米管、納米棒、納米片、立方體和八面體中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶的形貌為球形，所述具有重疊吸收的無機納米晶的形貌為球形，所述具有電子傳輸作用的無機納米晶的形貌為納米棒。
[0014]為達到上述第二個目的，本發(fā)明一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0015]將至少三種無機納米晶分散在油性溶劑中，其中一種為具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶，一種為與之具有重疊吸收的無機納米晶，另一種為具有電子傳輸作用的無機納米晶，形成油性分散液；
[0016]將該油性分散液與表面活性劑水溶液形成微乳液；
[0017]加熱該微乳液使得油性溶劑完全蒸發(fā)，得到水性分散液，再經(jīng)分離、干燥得到納米團簇光催化劑。
[0018]優(yōu)選地，所述油性溶劑為可以將無機納米晶分散的溶劑，包括但不限于甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、正己烷、正庚烷、乙醚和四氫呋喃中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述油性溶劑為環(huán)己烷。
[0019]優(yōu)選地，所述具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶在油性分散液中的濃度為0.1-lOmg/mL,所述具有重疊吸收的無機納米晶在油性分散液中的濃度為l-50mg/mL,所述具有電子傳輸作用的無機納米晶在油性分散液中的濃度為l_50mg/mL，所述表面活性劑水溶液的濃度為0.l-20mg/mL。
[0020]優(yōu)選地，所述微乳液中油性分散液與表面活性劑水溶液的體積比為1:100-1:8。
[0021]優(yōu)選地，形成微乳液的條件為超聲或者攪拌；更優(yōu)選地，形成微乳液的條件為超聲。
[0022]優(yōu)選地，加熱的溫度為323-363K ;更優(yōu)選地，加熱的溫度為343K。
[0023]本發(fā)明還提供了一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑在光催化分解水產(chǎn)氫中的應(yīng)用。
[0024]本發(fā)明的有益效果如下:
[0025](1)本發(fā)明提供的利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，簡單、高效、納米團簇的尺寸和組成可控；
[0026](2)本發(fā)明所制備的利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑具有更好的光催化分解水產(chǎn)氫性能；
[0027](3)本發(fā)明提供的利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的組裝方法，該方法不需要合成具有特殊結(jié)構(gòu)的納米晶，制備方法條件溫和、普遍適用，有利于其實際推廣應(yīng)用，在催化、傳感、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0029]圖1A為實施例1獲得的CdSe納米團簇光催化劑的透射電鏡照片；
[0030]圖1B為實施例1獲得的CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的透射電鏡照片；
[0031]圖1C為實施例1獲得的Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的透射電鏡照片。
[0032]圖2為實施例1獲得的Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑以及CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的紫外-可見吸收對比圖譜。
[0033]圖3為實施例1獲得的Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑以及Au/CdSe納米團簇光催化劑的熒光強度對比圖譜；
[0034]圖4為實施例1獲得的CdSe納米團簇光催化劑、CdSe/Ti02納米團簇光催化劑以及Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的光催化分解水制氫活性對比圖，其中，CdSe納米團簇光催化劑性能為放大10倍之后結(jié)果。

【具體實施方式】
[0035]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0036]實施例1
[0037]參照樣品的制備:
[0038]CdSe納米團簇光催化劑的制備:
[0039]室溫下，將1ml分散有3nm CdSe納米晶的環(huán)己烷與10ml十二烷基硫酸鈉(SDS)水溶液在超聲條件下形成微乳液，超聲功率為20%，超聲5min。其中，CdSe在環(huán)己烷分散液中的濃度為5mg/ml，十二烷基硫酸鈉在水溶液中的濃度為3mg/ml。將微乳液在343K下加熱4h，分離、干燥得到CdSe納米團簇光催化劑。
[0040]CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的制備:
[0041]室溫下，將1ml分散有3nm CdSe納米晶以及10nm Ti02納米棒的環(huán)己燒與10ml十二烷基硫酸鈉(SDS)水溶液在超聲條件下形成微乳液，超聲功率為20%，超聲5min。其中，CdSe在環(huán)己燒分散液中的濃度為5mg/ml, Ti02在環(huán)己燒分散液中的濃度為10mg/ml,十二烷基硫酸鈉在水溶液中的濃度為3mg/ml。將微乳液在343K下加熱4h，分離、干燥得到CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0042]Au/CdSe納米團簇光催化劑的制備:
[0043]室溫下，將1ml分散有3nm CdSe納米晶以及9nm Au納米晶的環(huán)己燒與10ml十二烷基硫酸鈉(SDS)水溶液在超聲條件下形成微乳液，超聲功率為20%，超聲5min。其中，CdSe在環(huán)己燒分散液中的濃度為5mg/ml,Au在環(huán)己燒分散液中的濃度為lmg/ml,十二燒基硫酸鈉在水溶液中的濃度為3mg/ml。將微乳液在343K下加熱4h，分離、干燥得到Au/CdSe納米團簇光催化劑。
[0044]目標(biāo)樣品的制備:
[0045]一種簡便、高效、尺寸及組成可控的利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0046]室溫下，將1ml分散有9nm Au納米晶、3nm CdSe納米晶以及10nm Ti02納米棒的環(huán)己烷與10ml十二烷基硫酸鈉(SDS)水溶液在超聲條件下形成微乳液，超聲功率為20%，超聲5min。其中，CdSe在環(huán)己燒分散液中的濃度為5mg/ml, Au在環(huán)己燒分散液中的濃度為lmg/ml，Ti02在環(huán)己烷分散液中的濃度為10mg/ml，十二烷基硫酸鈉在水溶液中的濃度為3mg/mL.將微乳液在343K下加熱4h,分離、干燥得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0047]將制得的CdSe納米團簇光催化劑、CdSe/Ti02納米團簇光催化劑以及Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑用透射電鏡表征，圖1A為CdSe納米團簇光催化劑的透射電鏡圖片；圖1B為CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的透射電鏡圖片；圖1C為Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的透射電鏡圖片。從圖中可以看出Au/CdSe/Ti02納米團簇催化劑由Au納米晶、CdSe納米晶以及Ti02納米棒組成，CdSe、CdSe/Ti02、Au/CdSe/Ti02納米團簇催化劑的尺寸變化不大，約為lOOnm。
[0048]制得的Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的紫外-可見吸收光譜如圖2所示，與CdSe/Ti02納米團簇光催化劑相比，Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的吸收明顯增強，表明利用Au的表面等離子體共振效應(yīng)可以使CdSe的吸收顯著提高。
[0049]將制得的Au/CdSe納米團簇光催化劑、Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的熒光強度對比圖譜如圖3所示，與Au/CdSe納米團簇光催化劑的熒光強度相比，Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑的熒光強度發(fā)生顯著淬滅，說明Ti02納米棒的加入可有效提高CdSe中電子的分離而使CdSe的熒光發(fā)生淬滅。
[0050]將制得的Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑應(yīng)用于光催化分解水產(chǎn)氫測試中，在60mL的石英管中，加入含有10mg催化劑和0.15M Na2S.9H20和0.25M Na2S03的20ml水溶液。向石英試管中通氮氣30min排除氧氣并用橡膠塞密封,在攪拌下光照lh,光源為300W氙燈，用濾光片濾除波長小于400nm的紫外光。用島津GC-2014氣相色譜儀測定氫氣產(chǎn)生量，產(chǎn)氫活性如圖4所示。其中，CdSe納米團簇光催化劑性能為放大10倍之后結(jié)果。
[0051]結(jié)果表明，與CdSe納米團簇光催化劑相比，Au/CdSe納米團簇光催化劑具有更好的光催化分解水產(chǎn)氫性能，而Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑表現(xiàn)出更高的光催化分解水產(chǎn)氫性能。主要包括如下兩點:其一、由于Au的表面等離子體共振效應(yīng)使得CdSe周圍電磁場增強而使CdSe的光吸收顯著增強，如圖2所示，因而可產(chǎn)生更多的電子和空穴對來進行分解水產(chǎn)氫反應(yīng)；其二、由于Ti02可有效地將CdSe中的電子分離，如圖3所示，進而有效地降低了電子和空穴的復(fù)合效率，使更多的電子參與到分解水產(chǎn)氫反應(yīng)中，從而進一步提高了 CdSe的光催化分解水產(chǎn)氫效率。
[0052]實施例2
[0053]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為0.5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0054]實施例3
[0055]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為1.5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0056]實施例4
[0057]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于CdSe納米晶濃度為10mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0058]實施例5
[0059]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于CdSe納米晶濃度為20mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0060]實施例6
[0061]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于Ti02納米晶濃度為5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0062]實施例7
[0063]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于Ti02納米晶濃度為20mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0064]實施例8
[0065]重復(fù)實施例4，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為0.5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0066]實施例9
[0067]重復(fù)實施例4，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為1.5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0068]實施例10
[0069]重復(fù)實施例5,其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為0.5mg/ml,仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0070]實施例11
[0071]重復(fù)實施例5，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為1.5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0072]實施例12
[0073]重復(fù)實施例6，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為(λ 5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0074]實施例13
[0075]重復(fù)實施例6，其區(qū)別僅在于Au納米晶的溶度為1.5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0076]實施例14
[0077]重復(fù)實施例4，其區(qū)別僅在于Ti02納米晶濃度為5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0078]實施例15
[0079]重復(fù)實施例4，其區(qū)別僅在于Ti02納米晶濃度為20mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0080]實施例16
[0081]重復(fù)實施例8，其區(qū)別僅在于Ti02納米晶濃度為5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0082]實施例17
[0083]重復(fù)實施例8,其區(qū)別僅在于Ti02納米晶濃度為5mg/ml,仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0084]實施例18
[0085]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將環(huán)己烷改為正己烷，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0086]實施例19
[0087]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于超聲功率為10%，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0088]實施例20
[0089]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于超聲功率為30%，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0090]實施例21
[0091]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于超聲時間為2min，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0092]實施例22
[0093]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于超聲時間為lOmin，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0094]實施例23
[0095]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將超聲改為攪拌，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0096]實施例24
[0097]重復(fù)實施例23,其區(qū)別僅在于攪拌時間為lOmin,仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0098]實施例25
[0099]重復(fù)實施例23,其區(qū)別僅在于攪拌時間為30min,仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0100]實施例26
[0101]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于十二烷基硫酸鈉濃度為0.3mg/ml,仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0102]實施例27
[0103]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于十二烷基硫酸鈉濃度為5mg/ml，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0104]實施例28
[0105]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將十_■燒基硫酸納改為十7K燒基二甲基溴化銨，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0106]實施例29
[0107]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于十六烷基三甲基溴化銨濃度為0.3mg/ml,仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0108]實施例30
[0109]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將Au納米晶改為Cu納米晶，將CdSe納米晶改為CdS納米晶，將仍可得到Cu/CdS/Ti02納米團簇光催化劑。
[0110]實施例31
[0111]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將Au納米晶改為Ag納米晶，將(MSe納米晶改為CdS納米晶，將Ti02納米晶改為ZnO納米晶，將仍可得到Ag/CdS/ZnO納米團簇光催化劑。
[0112]實施例32
[0113]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將(MSe納米晶改為Cu20納米晶，將仍可得到Au/Cu20/Ti02納米團簇光催化劑。
[0114]實施例33
[0115]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將Au納米晶改為Ag納米晶，將CdSe納米晶改為Fe203納米晶，將Ti02納米晶改為Pt納米晶，將仍可得到Ag/Fe203/Pt納米團簇光催化劑。
[0116]實施例34
[0117]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將Au納米晶改為Ag納米晶，將CdSe納米晶改為CuInS納米晶，將Ti02納米晶改為Pd納米晶，將仍可得到Ag/CuInS/Pd納米團簇光催化劑。
[0118]實施例35
[0119]重復(fù)實施例1目標(biāo)樣品的制備，其區(qū)別僅在于將9nm Au納米晶改為50nm的Au納米晶，將3nm CdSe納米晶改為4nm的CdSe納米晶，將10nm Ti02納米晶改為lOOnm的Ti02納米晶，仍可得到Au/CdSe/Ti02納米團簇光催化劑。
[0120]實施例36
[0121]重復(fù)實施例31,其區(qū)別僅在于將9nm Ag納米晶改為50nm的Ag納米晶，將3nm CdS納米晶改為20nm的CdS納米晶，將10nm ZnO納米晶改為lOOnm的ZnO納米晶，仍可得到Ag/CdS/ZnO納米團簇光催化劑。
[0122]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，其特征在于:包括至少三種無機納米晶，其中一種為具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶，一種為與之具有重疊吸收的無機納米晶，另一種為具有電子傳輸作用的無機納米晶；所述至少三種無機納米晶組裝得到納米團簇光催化劑；所述無機納米晶的粒徑為1-1OOnm ;優(yōu)選地，所述無機納米晶的粒徑為3-20nm ;所述納米團簇的直徑為50_1000nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，其特征在于:所述具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶為Au、Ag和Cu中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，其特征在于:所述具有重疊吸收的無機納米晶為CdSe、CdS、CuInS、Cu2(^PFe2O3中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，其特征在于:所述具有電子傳輸作用的無機納米晶為Pt、Pd、ZnO和T12中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑，其特征在于:所述無機納米晶的形貌為球形、納米管、納米棒、納米片、立方體和八面體中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將至少三種無機納米晶分散在油性溶劑中，其中一種為具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶，一種為與之具有重疊吸收的無機納米晶，另一種為具有電子傳輸作用的無機納米晶，形成油性分散液； 將該油性分散液與表面活性劑水溶液形成微乳液； 加熱該微乳液使得油性溶劑完全蒸發(fā)，得到水性分散液，再經(jīng)分離、干燥得到納米團簇光催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的制備方法，其特征在于:所述油性溶劑為甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、正己烷、正庚烷、乙醚和四氫呋喃中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的制備方法，其特征在于:所述具有表面等離子體共振效應(yīng)的無機納米晶在油性分散液中的濃度為0.1-lOmg/mL，所述具有重疊吸收的無機納米晶在油性分散液中的濃度為1- 5 O m g /mL，所述具有電子傳輸作用的無機納米晶在油性分散液中的濃度為l-50mg/mL，所述表面活性劑水溶液的濃度為0.l_20mg/mL。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用表面等離子體共振效應(yīng)與電子傳輸協(xié)同作用的納米團簇光催化劑的制備方法，其特征在于:所述微乳液中油性分散液與表面活性劑水溶液的體積比為1:100-1:8 ;優(yōu)選地，形成微乳液的條件為超聲或者攪拌；優(yōu)選地，加熱的溫度為 323-363K。
10.如權(quán)利要求1-5任一項所述的納米團簇光催化劑在光催化分解水產(chǎn)氫中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01J27/04GK104437561SQ201410602503
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張鐵銳, 曹寅虎, 吳驪珠, 佟振合 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所