本发明属于半导体基光催化剂，具体涉及一种具有固定化学组成的光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、近年来，利用太阳能进行光催化水分解已成为生产清洁、环保、低成本氢气的一种有前途的方法。由于半导体基光催化剂具有良好的物理和光化学性质，目前已开发出许多用于光催化制氢反应的半导体基光催化剂及其复合材料。然而目前报道出来的大多数半导体析氢材料都需要依赖于牺牲剂，在没有牺牲剂存在的情况下一般没有析氢性能，或者性能比较差。
2、另外，目前大多数光催化剂析氢是在纯净的去离子水中进行的。虽然地球上的水很丰富，但纯净的水却很稀少，因为地球上93％的水都存在于海洋和内陆海中，而剩下的大部分水都以冰川的形式存在于极地地区。因此，如果没有昂贵的水净化过程，很难从我们的环境中获得纯净水。
3、海水是地球上最丰富的自然资源，尽管它并不纯净，从实用的观点来看，利用海水进行能源转换是非常可取的。然而，目前关于稳定的光催化海水裂解体系的研究报道较少。由于海水中离子组分和杂质的大量存在，严重影响了光催化剂的活性和稳定性，制约了太阳能海水裂解的大规模应用。因此，研究和开发具有较高的活性和稳定性的光催化剂，为实现较高的太阳能转换效率以及海水分解效率提供有竞争力的候选材料是必不可少的。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有固定化学组成的光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂在没有牺牲剂存在的情况下，具有优异的光催化析氢效率；此外，其在过滤后的天然海水中也保持着较高的光催化析氢活性，解决了现有技术中半导体基光催化剂对牺牲剂的依赖。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
3、本发明的第一个目的是提供一种具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、将铟盐、锰盐、硫代乙酰胺溶解在溶剂中得到溶液a；优选的，所述铟盐为氯化铟，所述锰盐为乙酸锰，所述溶剂为无水乙醇。
5、将硒粉溶解在水合肼中得到溶液b；优选的，所述水热反应的温度为210-230℃，时间为15-25h。
6、在连续搅拌下，将溶液b加入到溶液a中得到混合液；将混合液转移至反应釜中，经过水热反应后，将所得产物进行分离、提纯，即得到具有固定化学组成的光催化剂，该光催化剂的化学式为mn1.06in1.94s1.6se2.4。
7、进一步方案，将分离得到的产物经干燥后加入水合肼溶液中进行溶解，然后再加入无水乙醇进行超声分散，所得物料分别用乙醇和去离子水离心多次，最后经干燥后得到去除杂质的提纯产物。
8、本发明的第二个目的是提供一种具有固定化学组成的光催化剂，该光催化剂是采用上述第一个目中的制备方法制备所得。
9、本发明的第三个目的是提供上述光催化剂在光解水析氢中的应用；进一步的，所述水为纯水或海水。
10、现有技术中，在制备锰铟双金属硫/硒化物的方法中，通常可通过加入不同比例的硫源和硒源得到硫/硒含量不同的一系列合金。但是本发明中通过选用硫代乙酰胺作为硫源，即使改变硫源和硒源的比例，所制备得到的是仍是具有固定化学组成的光催化剂。这是由于硫代乙酰胺的特殊性质引起的，硫代乙酰胺在碱性溶液中很容易水解生成s2-，反应方程式为：ch3csnh2+3oh-＝ch3coo-+nh3+s2-+h2o。s2-的生成使其更容易和溶液中的阳离子以及被水合肼还原的se2-离子结合生成具有固定化学组成的化合物。
11、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
12、本发明通过选用硫代乙酰胺作为硫源，通过水热反应制备得到了一种具有固定化学组成的光催化剂mn1.06in1.94s1.6se2.4化合物，该化合物在没有牺牲剂存在的情况下，具有良好的光催化析氢效率，另外，其在过滤后的天然海水中也保持着较高的光催化析氢活性，解决了现有技术中半导体基光催化剂对牺牲剂的依赖。该制备方法操作简单，易于推广应用。
1.一种具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述铟盐为氯化铟。
3.根据权利要求1所述的具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述锰盐为乙酸锰。
4.根据权利要求1所述的具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求1所述的具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述水热反应的温度为210-230℃，时间为15-25h。
6.根据权利要求1所述的具有固定化学组成的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述提纯的方法如下：将分离得到的产物经干燥后加入水合肼溶液中进行溶解，然后再加入无水乙醇进行超声分散，所得物料分别用乙醇和去离子水离心多次，最后经干燥后得到去除杂质的提纯产物。
7.一种具有固定化学组成的光催化剂，其特征在于：所述光催化剂是采用如权利要求1至6任一项所述的制备方法制备所得。
8.如权利要求7所述的光催化剂在光解水析氢中的应用。
9.根据权利要求7所述的光催化剂在光解水析氢中的应用，其特征在于：所述水为纯水或海水。
