一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料及其製備方法和應用與流程
2024-02-19 18:58:15 2
本發明屬於納米材料及催化技術領域，具體涉及一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料及其製備方法和應用。
背景技術：
氫能源作為一種高燃燒值、清潔並且無汙染的能源，作為獲得氫能源的一種有效途徑，光催化產氫獲得了各國研究學者的關注。為了提高光催化產氫的效率和降低成本，高效可見光催化劑的開發成為該領域領域的研究熱點。
由於具有較負的導帶位置和窄禁帶寬度以及對可見光有良好的響應，多元硫化物是一種被廣泛研究的光催化劑。但由於光生載流子複合率較高且易光腐蝕，多元硫化物的的產氫效率還較低。為了提高產氫效率，可將多元硫化物與助催化劑結合起來使用，來促使光生載流子有效分離，降低裂解水的反應勢壘。例如，一些貴金屬像鉑、鈀、釕等由於氫吸附自由能ΔGH*接近0，不僅具有較高的電催化析氫活性，而且導電性能好，將其負載在硫化鎘上可以大大提高光催化活性。但負載貴金屬帶來的成本問題將嚴重製約其工業化生產。另外，由於具有較高的比表面積和優異的導電性能，石墨烯可作為光催化劑的有效載體，不僅能提供活性位點，提高光催化劑的載量，促進光生電荷的傳輸與分離，進而提高光催化產氫效率。雖然氧化石墨烯(rGO)可以降低生產成本，但單層石墨烯的生產技術不夠成熟，成本依然高昂。因此，尋求低廉高效的助催化劑對提高多元硫化物光催化產氫效率至為重要。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供了一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料及其製備方法和應用。本發明所述的納米材料性能高效、穩定，製備過程簡單，成本低廉，可用作可見光催化劑。
本發明的技術方案為：一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料，其特徵在於，由若干個直徑4-8納米的CdZnS量子點均勻分散負載在碳點上構成的納米顆粒。
所述納米顆粒的尺寸為28-32納米。
所述納米顆粒的晶相為六角相。
一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備方法，其特徵在於：將硫化物前驅體與含有碳點的分散液均勻混合，通過溶劑熱法製得CdZnS量子點與碳點複合的納米顆粒。
具體包括以下步驟：
1)將0.5-1.5g的NaOH和0.5-1.5g的聚乙烯醇加入到20-60mL去離子水中，超聲震蕩混合均勻後倒入聚四氟乙烯內膽中，將內膽轉移到高壓釜，在乾燥箱中200-250℃保溫反應8-24小時，反應後冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向所述濾液中逐滴滴加質量分數1-10％的稀鹽酸，待濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，離心管中剩餘物為碳點，再分別向離心管加入2-8ml乙二醇，使碳點均勻分散在乙二醇中，得到碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，將所述前驅液與1-5mL所述碳點乙二醇分散液混合後倒入四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，待反應溫度升到150-170℃時，將硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，保溫5-15min，然後升溫到160-200℃，在此溫度下反應1小時；反應完成後，反應混合物在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫；然後在所述反應混合物中加入20-60mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離；移去離心所得的上層清液，分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散清洗，以5800r/min的轉速進行離心，用去離子水清洗3-4次後得到產物，所述產物乾燥後即為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料。
所述步驟3)的前驅液中氯化鎘的濃度為0.02-0.08mol/L；氯化鋅的濃度為0.02-0.08mol/L；所述前驅液的加入量為：20-60ml。
所述步驟3)硫化鈉的乙二醇溶液中硫化鈉濃度為0.1-0.3mol/L；所述硫化鈉的乙二醇溶液添加的量為：10-30ml。
所述步驟3)中碳點乙二醇分散液的加入量為1-5ml。
一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的應用，其特徵在於，所述納米材料可作為可見光催化劑用於催化產氫。
本發明的有益效果是：
本發明涉及一種CdZnS量子點與碳點複合的納米材料及其製備方法和作為可見光催化劑的應用。碳點是一種由SP2雜化和SP3雜化組成的納米材料，SP2碳原子和SP3碳原子分別表現出電子和聲子的特性，聲子和電子的強相互作用可大大提高電子密度，並在SP2邊界區域生成熱電子，促使光生電子轉移到材料表面，發生析氫反應。同時，碳納米材料常顯示出上轉換螢光性能，利用該性能可將長波長光轉換成短波長光被相應的半導體材料吸收，進而拓展對太陽光譜的響應範圍。此外，碳點的合成方法較為簡易，成本低，在多元硫化物助催化劑上擁有很大的潛力。單純的CdZnS量子點分散性差，乾燥後容易團聚在一起，在光催化產氫過程中電子空穴對不易及時參與反應，容易形成光腐蝕，穩定性差；而碳點是由很多納米環相互套鏈而成，是一種具有層狀結構的空芯納米材料。通過將直徑約4-8納米的CdZnS量子點均勻負載在碳點上，既降低了CdZnS量子點的團聚，提高了產氫過程的穩定性，又可利用二者之間的能帶匹配促使載流子向碳環上轉移，有效促進了載流子的分離。同時碳環上的層與層之間存在著一個電荷儲存的作用，提高了載流子的壽命，進一步提高了產氫效率。CdZnS量子點與碳點複合的納米材料性質穩定、成本低廉，製備工藝簡單，易操作，作為可見光催化劑產氫率高。
本發明通過簡單的水熱法合成碳點，並通過溶劑熱一步製得CdZnS量子點與碳點複合納米顆粒。該方法避免了貴金屬的使用，可大大降低生產成本。在相同樣品的實驗中，所合成的CdZnS量子點與碳點複合光催化劑產氫效率接近CdZnS/Pt複合納米材料，且催化性能穩定，可多次循環使用。該方法避免了貴金屬的使用，不僅獲得了循環性能穩定，性能優異的光催化產氫納米材料，而且工藝簡單，生產成本低廉，利於產業化應用。
附圖說明
圖1為本發明製備的CdZnS量子點與碳點複合的納米材料及CdZnS量子點的XRD圖譜。
圖2為本發明製備的CdZnS量子點與碳點複合的納米材料、碳點以及CdZnS量子點的TEM圖。
其中：
圖(a)為CdZnS量子點的TEM圖；
圖(b)為碳點的TEM圖；
圖(c)為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的TEM圖。
圖3-1表示CdZnS量子點和碳點複合的納米材料作為可見光催化劑每克樣品平均每小時產氫圖。
圖3-2表示實施例3中CdZnS和碳點複合的納米材料作為可見光催化劑產氫隨時間變化循環測試圖。
具體實施方式
下面通過實施例對本發明做進一步說明。
實施例中所有有機溶劑均為分析純。
實施例1：CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1gNaOH和1g聚乙烯醇加入40mL去離子水，超聲震蕩混合均勻後倒入50ml的聚四氟乙烯內膽中，轉移到高壓釜，在電熱鼓風乾燥箱中220℃保溫12小時。待其達到反應時間後，關閉電熱鼓風乾燥箱，使整個反應體系自然冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向濾液中逐滴滴加8％稀鹽酸，濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，再分別向離心管加入5ml乙二醇，使離心管壁的物質分散在乙二醇中，得到均勻分散在乙二醇中的碳點，即為碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.05mol/L；氯化鋅的濃度為0.05mol/L，取前驅液40ml與1mL碳點乙二醇分散液混合後倒入一定容積的的四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，整個混合溶液溫度升到160℃時，將20mL溶有4mmol硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，保溫10min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時。關閉加熱，使其在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫。然後將四口瓶中所得的產物加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離。移去離心所得的上層清液，再分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散，以5800r/min的轉速進行離心，以去離子水重複操作3次，將洗淨的產物後乾燥，得到含有1mL碳點乙二醇分散液中碳量子含量的的CdZnS量子點與碳點複合的可見光催化產氫納米顆粒。
實施例2：CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1gNaOH和1g聚乙烯醇加入40mL去離子水，超聲震蕩混合均勻後倒入50ml的聚四氟乙烯內膽中，轉移到高壓釜，在電熱鼓風乾燥箱中220℃保溫12小時，待其達到反應時間後，關閉電熱鼓風乾燥箱，使整個反應體系自然冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向濾液中逐滴滴加8％稀鹽酸，濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，再分別向離心管加入5ml乙二醇，使離心管壁的物質分散在乙二醇中，得到均勻分散在乙二醇中的碳點，即為碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.05mol/L；氯化鋅的濃度為0.05mol/L，取前驅液40ml與2mL碳點乙二醇分散液混合後倒入一定容積的的四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，整個混合溶液溫度升到160℃時，將20mL溶有4mmol硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，保溫10min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時。關閉加熱，使其在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫。然後將四口瓶中所得的產物加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離。移去離心所得的上層清液，再分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散，以5800r/min的轉速進行離心，以去離子水重複操作3次，將洗淨的產物後乾燥，得到含有2mL碳點乙二醇分散液中碳量子含量的的CdZnS量子點與碳點複合的可見光催化產氫納米顆粒。
實施例3：CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1gNaOH和1g聚乙烯醇加入40mL去離子水，超聲震蕩混合均勻後倒入50ml的聚四氟乙烯內膽中，轉移到高壓釜，在電熱鼓風乾燥箱中220℃保溫12小時，待其達到反應時間後，關閉電熱鼓風乾燥箱，使整個反應體系自然冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向濾液中逐滴滴加8％稀鹽酸，濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，再分別向離心管加入5ml乙二醇，使離心管壁的物質分散在乙二醇中，得到均勻分散在乙二醇中的碳點，即為碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.05mol/L；氯化鋅的濃度為0.05mol/L，取前驅液40ml與3mL碳點乙二醇分散液混合後倒入一定容積的的四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，整個混合溶液溫度升到160℃時，將20mL溶有4mmol硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，保溫10min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時。關閉加熱，使其在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫。然後將四口瓶中所得的產物加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離。移去離心所得的上層清液，再分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散，以5800r/min的轉速進行離心，以去離子水重複操作3次，將洗淨的產物後乾燥，得到含有3mL碳點乙二醇分散液中碳量子含量的的CdZnS量子點與碳點複合的可見光催化產氫納米顆粒。
實施例4：CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1gNaOH和1g聚乙烯醇加入40mL去離子水，超聲震蕩混合均勻後倒入50ml的聚四氟乙烯內膽中，轉移到高壓釜，在電熱鼓風乾燥箱中220℃保溫12小時，待其達到反應時間後，關閉電熱鼓風乾燥箱，使整個反應體系自然冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向濾液中逐滴滴加8％稀鹽酸，濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，再分別向離心管加入5ml乙二醇，使離心管壁的物質分散在乙二醇中，得到均勻分散在乙二醇中的碳點，即為碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.05mol/L；氯化鋅的濃度為0.05mol/L，取前驅液40ml與4mL碳點乙二醇分散液混合後倒入一定容積的的四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，整個混合溶液溫度升到160℃時，將20mL溶有4mmol硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，保溫10min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時。關閉加熱，使其在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫。然後將四口瓶中所得的產物加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離。移去離心所得的上層清液，再分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散，以5800r/min的轉速進行離心，以去離子水重複操作3次，將洗淨的產物後乾燥，得到含有4mL碳點乙二醇分散液中碳量子含量的的CdZnS量子點與碳點複合的可見光催化產氫納米顆粒。
實施例5：CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1gNaOH和1g聚乙烯醇加入40mL去離子水，超聲震蕩混合均勻後倒入50ml的聚四氟乙烯內膽中，轉移到高壓釜，在電熱鼓風乾燥箱中220℃保溫12小時，待其達到反應時間後，關閉電熱鼓風乾燥箱，使整個反應體系自然冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向濾液中逐滴滴加8％稀鹽酸，濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，再分別向離心管加入5ml乙二醇，使離心管壁的物質分散在乙二醇中，得到均勻分散在乙二醇中的碳點，即為碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.05mol/L；氯化鋅的濃度為0.05mol/L，取前驅液40ml與5mL碳點乙二醇分散液混合後倒入一定容積的的四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，整個混合溶液溫度升到160℃時，將20mL溶有4mmol硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，保溫10min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時。關閉加熱，使其在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫。然後將四口瓶中所得的產物加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離。移去離心所得的上層清液，再分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散，以5800r/min的轉速進行離心，以去離子水重複操作3次，將洗淨的產物後乾燥，得到含有5mL碳點乙二醇分散液中碳量子含量的的CdZnS量子點與碳點複合的可見光催化產氫納米顆粒。
實施例6；CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將0.5g的NaOH和0.5g的聚乙烯醇加入到20mL去離子水中，超聲震蕩混合均勻後倒入聚四氟乙烯內膽中，將內膽轉移到高壓釜，在乾燥箱中200℃保溫反應8小時，反應後冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向所述濾液中逐滴滴加質量分數3％的稀鹽酸，待濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，離心管中剩餘物為碳點，再分別向離心管加入3ml乙二醇，使碳點均勻分散在乙二醇中，得到碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.02mol/L；氯化鋅的濃度為0.02mol/L；所述前驅液的加入量為：20ml。將所述前驅液與1mL所述碳點乙二醇分散液混合後倒入四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，待反應溫度升到150℃時，將硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，硫化鈉的乙二醇溶液中硫化鈉濃度為0.1mol/L，硫化鈉的乙二醇溶液添加的量為10ml，保溫5min，然後升溫到160℃，在此溫度下反應1小時；反應完成後，反應混合物在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫；然後在所述反應混合物中加入20mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離；移去離心所得的上層清液，分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散清洗，以5800r/min的轉速進行離心，用去離子水清洗3次後得到產物，所述產物乾燥後即為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料。
實施例7；CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1.5g的NaOH和1.5g的聚乙烯醇加入到60mL去離子水中，超聲震蕩混合均勻後倒入聚四氟乙烯內膽中，將內膽轉移到高壓釜，在乾燥箱中250℃保溫反應24小時，反應後冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向所述濾液中逐滴滴加質量分數8％的稀鹽酸，待濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，離心管中剩餘物為碳點，再分別向離心管加入8ml乙二醇，使碳點均勻分散在乙二醇中，得到碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.08mol/L；氯化鋅的濃度為0.08mol/L；所述前驅液的加入量為：60ml。將所述前驅液與2mL所述碳點乙二醇分散液混合後倒入四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，待反應溫度升到170℃時，將硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，硫化鈉的乙二醇溶液中硫化鈉濃度為0.3mol/L，硫化鈉的乙二醇溶液添加的量為30ml，保溫10min，然後升溫到200℃，在此溫度下反應1小時；反應完成後，反應混合物在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫；然後在所述反應混合物中加入60mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離；移去離心所得的上層清液，分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散清洗，以5800r/min的轉速進行離心，用去離子水清洗3次後得到產物，所述產物乾燥後即為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料。
實施例8；CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將0.5g的NaOH和0.5g的聚乙烯醇加入到40mL去離子水中，超聲震蕩混合均勻後倒入聚四氟乙烯內膽中，將內膽轉移到高壓釜，在乾燥箱中220℃保溫反應8小時，反應後冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向所述濾液中逐滴滴加質量分數3％的稀鹽酸，待濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，離心管中剩餘物為碳點，再分別向離心管加入5ml乙二醇，使碳點均勻分散在乙二醇中，得到碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.05mol/L；氯化鋅的濃度為0.05mol/L；所述前驅液的加入量為：60ml。將所述前驅液與3mL所述碳點乙二醇分散液混合後倒入四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，待反應溫度升到160℃時，將硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，硫化鈉的乙二醇溶液中硫化鈉濃度為0.2mol/L，硫化鈉的乙二醇溶液添加的量為20ml，保溫8min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時；反應完成後，反應混合物在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫；然後在所述反應混合物中加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離；移去離心所得的上層清液，分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散清洗，以5800r/min的轉速進行離心，用去離子水清洗3次後得到產物，所述產物乾燥後即為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料。
實施例9；CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將1.2g的NaOH和1.2g的聚乙烯醇加入到30mL去離子水中，超聲震蕩混合均勻後倒入聚四氟乙烯內膽中，將內膽轉移到高壓釜，在乾燥箱中230℃保溫反應22小時，反應後冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向所述濾液中逐滴滴加質量分數5％的稀鹽酸，待濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，離心管中剩餘物為碳點，再分別向離心管加入8ml乙二醇，使碳點均勻分散在乙二醇中，得到碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.08mol/L；氯化鋅的濃度為0.08mol/L；所述前驅液的加入量為：20ml。將所述前驅液與4mL所述碳點乙二醇分散液混合後倒入四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，待反應溫度升到150℃時，將硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，硫化鈉的乙二醇溶液中硫化鈉濃度為0.3mol/L，硫化鈉的乙二醇溶液添加的量為30ml，保溫15min，然後升溫到160℃，在此溫度下反應1小時；反應完成後，反應混合物在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫；然後在所述反應混合物中加入60mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離；移去離心所得的上層清液，分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散清洗，以5800r/min的轉速進行離心，用去離子水清洗3次後得到產物，所述產物乾燥後即為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料。
實施例10；CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的製備。
1)將0.8g的NaOH和0.8g的聚乙烯醇加入到50mL去離子水中，超聲震蕩混合均勻後倒入聚四氟乙烯內膽中，將內膽轉移到高壓釜，在乾燥箱中200℃保溫反應12小時，反應後冷卻到室溫，然後取出內膽，將內膽裡的生成物用濾紙過濾，得到金黃色澄清濾液；
2)向所述濾液中逐滴滴加質量分數2％的稀鹽酸，待濾液變渾濁後將溶液均等分裝轉移至離心管中，以5000r/min轉速進行離心分離,倒掉離心所得的上層清液，離心管中剩餘物為碳點，再分別向離心管加入3ml乙二醇，使碳點均勻分散在乙二醇中，得到碳點乙二醇分散液；
3)以氯化鎘的乙二醇溶液和氯化鋅的乙二醇溶液混合為前驅液，前驅液中氯化鎘的濃度為0.02mol/L；氯化鋅的濃度為0.02mol/L；所述前驅液的加入量為：20ml。將所述前驅液與5mL所述碳點乙二醇分散液混合後倒入四口圓底燒瓶中，通入N2保護氣體，同時氣氛中進行加熱和機械攪拌，待反應溫度升到160℃時，將硫化鈉的乙二醇溶液逐滴加入到混合溶液中，硫化鈉的乙二醇溶液中硫化鈉濃度為0.3mol/L，硫化鈉的乙二醇溶液添加的量為20ml，保溫10min，然後升溫到180℃，在此溫度下反應1小時；反應完成後，反應混合物在N2保護氣氛下自然冷卻到室溫；然後在所述反應混合物中加入40mL無水乙醇並均等分裝轉移到入離心管中，以轉速5800r/min進行離心分離；移去離心所得的上層清液，分別向離心管中加入均等去離子水進行超聲分散清洗，以5800r/min的轉速進行離心，用去離子水清洗3次後得到產物，所述產物乾燥後即為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料。
圖1為本發明製備的CdZnS量子點與碳點複合的納米材料及CdZnS量子點的的XRD圖譜。所述圖譜從下至上表示純CdZnS量子點量的衍射峰和實施例1-實施例5所得納米材料X射線衍射，從圖1中可以看出，加入碳點後沒有改變晶體結構，衍射信號27.7°，45.9°和53.5°分別對應CdZnS的(002)，(110)，和(200)晶面，跟標準的PDF卡片(JCPDS NO.89-2943)比對可知，製備的CdZnS量子點與碳點複合的納米材料為六角晶系，另外，製備過程中未出現其他雜相。
圖2為本發明製備的CdZnS量子點與碳點複合的納米材料、碳點以及CdZnS量子點的TEM圖。其中，圖(a)為CdZnS量子點的TEM圖；圖(b)為碳點的TEM圖；圖(c)為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料的TEM圖。從圖2中的圖(a)可以看出CdZnS輪廓呈清晰的六角形，粒徑均一，顆粒大小約為7nm；由圖(b)可以看出碳點呈環狀空芯結構，環與環之間相互套連，納米環直徑約30nm；由圖(c)可以看出CdZnS量子點附著在碳點上。
圖3-1和圖3-2為CdZnS量子點與碳點複合的納米材料光催化產氫率示意圖。其中，圖3-1表示CdZnS和碳點複合可見光催化劑每克樣品平均每小時產氫圖，所述樣品為100mL含有0.25mol的Na2S和0.35molNa2SO3的水溶液。由圖3-1可以看出添加0mL(純CdZnS)、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL碳點分散液分別對應的產氫率為732μmol/(h·g)、998μmol/(h·g)、1228μmol/(h·g)、2063μmol/(h·g)、1664μmol/(h·g)、944μmol/(h·g)；圖3-2表示添加3mL碳點分散液的CdZnS和碳點複合可見光催化劑產氫隨時間變化循環測試圖。由圖3-2可以看出添加3mL(純CdZnS)碳點分散液的CdZnS量子點與碳點複合的納米材料在五次循環測試中沒有衰減，表現出優異的穩定性。本發明所述的納米材料合成成本低，合成方法簡單，僅用價格低廉的碳點與CdZnS量子點複合，光催化性能媲美Pt等貴金屬。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。