本技术涉及一种CuGaS2基催化剂及其制备方法和应用。该催化剂主要成分为CuGaS2,通过特定的制备工艺制成,具有优异的催化性能,可广泛应用于化工、能源等领域。
背景技术
随着全球能源需求的不断增长以及环境问题的不断加剧,人们开始逐渐意识到化石燃料的局限性和不可持续性。在过去短短的250多年里,人类总共经历了三次工业革命,共同点都只是对化石能源的开发和有效利用,可以说化石能源是人类使用能源的主要依靠。然而,对化石燃料的过度依赖已成为当今经济中一个关键的全球挑战,因为它们正在迅速减少,除了储量逐渐降低以外,化石燃料的使用也带来了严重的环境问题,如气候变化、空气污染和水资源短缺等。尤其是气候变化化石燃料的燃烧会释放出大量的二氧化碳等温室气体,导致地球气温升高、海平面上升、极端天气事件增加。为了应对这些问题,国际社会已经开始推动能源转型,加速向清洁能源的转型。氢能,作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源,可通过一次能源、二次能源及工业领域等多种途径获取,也可广泛应用于工业、建筑、交通、电力行业,是未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体,也被称为二十一世纪的终极能源。
目前,制氢的方法主要有化石燃料制氢,水电解制氢,工业副产制氢,光解水制氢等,传统制氢方法存在着制氢反应运行过程造成的系统能耗和温室气体释放量较大的问题。因此开发清洁、可持续、低成本的制氢技术,推进氢能的发展显得尤为迫切和重要。采用光催化技术,利用太阳能驱动水分解制氢是一种有前景的策略。光催化水分解技术以其室温深度反应和可直接利用太阳光作为光源来驱动反应等独特性能而成为一种理想的洁净能源生产技术。但该途径太阳能转化利用效率较低。目前突破该技术瓶颈的核心是开发高效、稳定、易于合成的半导体光催化剂,以达到氢能大规模推广的最终目的。
目前,以CuGaS2
为代表的双金属硫化物被广泛应用于光催化产氢领域。但是其在用作光催化产氢催化剂时存在一些局限性,例如,存在可见光吸收效率低和光生载流子复合率高的问题。因此需要对其进行改性,目前已有研究者采用形貌调控及贵金属负载等方式对CuGaS2
基材料进行改性,但其催化活性仍然较低,阻碍了商业应用。
实现思路