单雯妍，杨 杰，吕宏飞，2，樊慧娟，白雪峰,2*，王 晶，2

（1.黑龙江省科学院 石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨 150040;2.黑龙江省科学院 高技术研究院，黑龙江 哈尔滨 150020）

过渡金属离子掺杂Cd0.3In2S4-Zn0.7In2S4复合催化剂光催化制氢的研究

单雯妍1，杨 杰1，吕宏飞1，2，樊慧娟1，白雪峰1,2*，王 晶1，2

（1.黑龙江省科学院 石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨 150040;2.黑龙江省科学院 高技术研究院，黑龙江 哈尔滨 150020）

通过水热法制备Cu2+、Ni2+、Co2+三种过渡金属离子掺杂Cd0.3In2S4-Zn0.7In2S4复合光催化剂，并采用XRD、UV-Vis、表面光电压谱（SPS）和SEM等分析手段对所制备的催化剂进行了表征。Cu2+、Ni2+、Co2+掺杂后催化剂的晶体结构未发生改变；Cu2+掺杂使得催化剂吸收边明显红移，Ni2+、Co2+掺杂使得催化剂吸收边轻微蓝移；过渡离子掺杂后对催化剂形貌产生较大影响。过渡离子掺杂使得光生电子-空穴的分离效率提高，光催化剂的催化活性提高。实验结果表明，Cu2+（2%）-Cd0.3In2S4/Zn0.7In2S4、Ni2+（5%）-Cd0.3In2S4/Zn0.7In2S4和Co2+（7%）-Cd0.3In2S4/Zn0.7In2S4制氢速率分别为1141、3319和2245μmol/（h·g），均高于掺杂前的光催化剂。

过渡金属离子掺杂;光催化;制氢

前言

光催化技术能够利用太阳能分解水制取氢气，降解大气和废水中的有机污染物，光催化还原CO2生成甲酸、甲醛等碳氢化合物，对能源再利用和环境保护都有重大意义，是解决当今能源短缺和环境污染的有效途径之一[1～3]。目前所研发的大部分光催化材料光生电子-空穴复合率较高，可见光响应较差，导致催化活性较低。因此，开发新型高效可见光响应光催化剂，促进光生电子和空穴有效分离，是光催化剂研究领域的一个主要方向。

离子掺杂可以有效提高催化剂的催化活性。……