本发明涉及光催化分解水领域，尤其是基于双核壳光限域催化剂的制备方法以及在光催化分解水领域的应用。
背景技术：
1、光催化是一种利用光能驱动化学反应的技术，被广泛应用于环境保护、能源转化和化学合成等领域。光催化反应涉及光吸收、载流子的分离和传输以及表界面氧化还原反应三个过程。其中，光催化剂的光谱响应范围与光吸收能力决定了载流子的生成浓度，从而影响载流子的分离和迁移以及催化剂表界面的氧化还原反应。因此，拓展光催化剂的光吸收范围和增强光吸收能力是充分利用太阳能资源并提高催化剂效率的重要途径。
2、通常在光催化剂中，半导体的能带结构决定了其光吸收特性和氧化还原电位。因此，调控能带结构是设计和构筑高效催化剂的常用手段，例如金属和非金属元素掺杂、异质结构建和贵金属沉积等。由于元素掺杂在调节能带结构时容易引入复合中心，因而不利于催化反应过程中的电子-空穴对的分离。异质结结构之间的界面在构建过程中容易出现位错和缺陷，从而抑制了载流子的有效传输。贵金属受地壳中的低丰度的影响，导致在工业化大规模应用中成本较高。因此，双核壳结构制备可以有效加速催化剂反应过程中的载流子传输与分离，增强光吸收效率并降低生产成本。
技术实现思路
1、发明目的：本发明的目的提供了一种利用光限域实现光的多次利用的双核壳光限域催化剂的制备方法，通过简单连续的水热、水解和水浴实现双核壳结构的大规模和低成本的制备。本发明提供了一种上转换内核的制备方法，实现红外光向可见光的转换，拓展催化剂光谱响应范围从而达到充分利用太阳光资源的目的；本发明的另一目的是提供一种双核壳光限域催化剂；本发明的另一目的是提供一种双核壳光限域催化剂的应用。
2、技术方案：本发明的双核壳光限域催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：
3、步骤s1：制备nayf4:yb/tm内核；
4、步骤s2：将nayf4:yb/tm内核分散到无水乙醇溶液中后加入氨水和正硅酸四乙酯，经水解后得到二氧化硅包裹内核的核壳结构；
5、步骤s3：将上述核壳结构分散到去离子水中，加入柠檬酸三钠、四水硝酸镉、氨水和硫脲后水浴加热，真空干燥后制得双核壳光限域催化剂。
6、作为优选，步骤s1中，制备nayf4:yb/tm内核方法为：钇源、铥源、镱源、乙二胺四乙酸和氟化钠分别加入去离子水中搅拌均匀后通过水热法制备得到nayf4:yb/tm内核。
7、作为更优选，步骤s1中，钇源为六水三氯化钇，铥源为六水三氯化铥，镱源为六水三氯化镱。
8、作为更优选，步骤s1中，水热温度为150～180℃，反应时间为10～24h。
9、作为优选，步骤s2中，水解的时间为1～10h。
10、作为优选，步骤s3中，四水硝酸镉浓度为0.5～2.0mol/l，水浴温度为60～80℃，反应时间为1～3h。
11、作为优选，步骤s3中，真空干燥的条件为：真空度为10-3～10-6mpa，干燥温度为60～100℃，干燥时间为10～36h。
12、另一方面，本发明提供一种上述的方法制备得到的双核壳光限域催化剂，所述的双核壳光限域催化剂以nayf4:yb/tm为内核，包覆在内核表面的二氧化硅外核，包覆在外核表面的硫化镉壳层。
13、另一方面，本发明提供一种上述的双核壳光限域催化剂在光催化析氢反应中的应用。
14、具体应用方法为：在光照条件下，将双核壳光限域催化剂分散于去离子水溶液中，然后加入氯铂酸和牺牲试剂(牺牲试剂由硫化钠和亚硫酸钠组成)，析氢反应结束后，收集氢气。
15、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
16、1.本发明充分利用了材料之间折射率的差异实现光的多次反射，延长光在硫化镉壳层中的传播路径，进而实现光限域效应提高催化剂的光吸收能力。在此基础上，硫化镉壳层厚度的调控可进一步实现光源的有效吸收和再次利用。
17、2.本发明中nayf4:yb/tm内核将红外光转化为催化剂可吸收的可见光，拓展了光谱响应范围。该双核结构为最大限度地利用太阳能进行析氢反应提供了一种通用策略，在光催化反应、太阳能电池和光热转化等多个光转化领域具有广泛的应用前景。
1.双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，制备nayf4:yb/tm内核方法为：钇源、铥源、镱源、乙二胺四乙酸和氟化钠分别加入去离子水中搅拌均匀后通过水热法制备得到nayf4:yb/tm内核。
3.根据权利要求2所述的双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，钇源为六水三氯化钇，铥源为六水三氯化铥，镱源为六水三氯化镱。
4.根据权利要求2所述的双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，水热温度为150～180℃，反应时间为10～24h。
5.根据权利要求1所述的双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，水解的时间为1～10h。
6.根据权利要求1所述的双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中，四水硝酸镉浓度为0.5～2.0mol/l，水浴温度为60～80℃，反应时间为1～3h。
7.根据权利要求1所述的双核壳光限域催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中，真空干燥的条件为：真空度为10-3～10-6mpa，干燥温度为60～100℃，干燥时间为10～36h。
8.一种根据权利要求1-7任一所述的方法制备得到的双核壳光限域催化剂，其特征在于，所述的双核壳光限域催化剂以nayf4:yb/tm为内核，包覆在内核表面的二氧化硅外核，包覆在外核表面的硫化镉壳层。
9.一种权利要求8所述的双核壳光限域催化剂在光催化析氢反应中的应用。
