[發(fā)明專利]一種CdS半導(dǎo)體光催化劑的制備方法及制得產(chǎn)品的應(yīng)用

無效

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• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103950968A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余旺旺
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C01G11/02
• 分類號: C01G11/02;B01J27/04;C02F1/30;C01B3/04
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化材料領(lǐng)域，具體涉及一種CdS半導(dǎo)體光催化劑的制備方法及制得產(chǎn)品的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著紡織、印染、造紙等領(lǐng)域廢水排放量日益增大，如何有效治理其對環(huán)境的污染，一直是環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點之一。太陽能是一種取之不盡、用之不竭的可再生清潔能源，利用太陽能進行光催化降解有機污染物，一直是光催化領(lǐng)域的研究熱點之一。

光催化劑是一種可以將有機污染物降解為CO₂和H₂O的物質(zhì)。科研工作者在許多半導(dǎo)體光催化劑光催化性能的基礎(chǔ)上對半導(dǎo)體光催化劑進行了研究，如TiO2、Cu2S、ZnO、NiFe2O4、CdS、Bi₂S₃、CdS/CoFeO4、ZnS/CdS和CdS/TiO₂等。在眾多半導(dǎo)體光催化劑中，CdS由于其獨特的優(yōu)勢而備受關(guān)注。

CdS(硫化鎘)的禁帶寬度為2.4?eV左右，并且具有優(yōu)異的可見光響應(yīng)特性。大量研究結(jié)果表明，雖然CdS具有一定的光催化活性，但是，CdS存在光催化降解活性低、易于團聚等缺陷，極大地限制其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。為了解決CdS存在的缺陷，科研工作者在改善CdS的團聚和光催化降解活性等方面進行了大量的研究工作。目前，CdS制備的方法主要有：①固相法；②液相法；③原位合成等，但制備后CdS的光催化性能提高不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種CdS半導(dǎo)體光催化劑的制備方法及制得產(chǎn)品的應(yīng)用，該方法提高了CdS的分散效果，縮短了CdS顆粒之間的傳遞距離，減緩CdS表面的光腐蝕速率，不僅可以降低CdS的團聚現(xiàn)象，而且提高了CdS的光催化活性。CdS半導(dǎo)體光催化劑應(yīng)用在有機污染物降解方面，具有更優(yōu)異的光催化降解活性。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種CdS半導(dǎo)體光催化劑的制備方法，其特征在于該制備方法如下：

（1）在20-30℃條件下，將硫化氫和強酸混合，劇烈攪拌，反應(yīng)3-20h，得到硫化氫的強酸溶液；

（2）將鎘鹽溶液逐滴加入到所述硫化氫的強酸溶液于20-30?℃反應(yīng)0.5-20?h，經(jīng)過濾、水洗滌、過濾、干燥處理，得到CdS粉體；

（3）將CdS粉體在氮氣保護下進行熱處理，熱處理的方法為：200℃～250℃熱處理3?h～10?h，300?℃～350?℃焙燒3?h～10?h，400?℃～450?℃下焙燒3?h～10?h，450?℃～500?℃下焙燒3?h～10?h；然后經(jīng)研磨、酸洗滌、水洗滌、過濾、干燥處理，得到CdS半導(dǎo)體光催化劑。

本發(fā)明中，所用強酸為硫酸、磷酸中的任一種或者兩種混合。硫化氫的強酸溶液中S^2-離子濃度通過強酸中氫離子濃度調(diào)節(jié)來維持恒定。所述硫化氫和酸的質(zhì)量百分比為(0.001～10)∶(0.001～90)。攪拌的轉(zhuǎn)速為50-100?r/min。

所述鎘鹽溶液為無水亞硫酸鎘、無水溴化鎘、無水磷酸鎘、無水亞磷酸鎘、無水次磷酸鎘、無水硫酸鎘、無水乙酸鎘、無水油酸鎘、無水草酸鎘、結(jié)晶亞硫酸鎘、結(jié)晶溴化鎘、結(jié)晶磷酸鎘、結(jié)晶亞磷酸鎘、結(jié)晶次磷酸鎘、結(jié)晶硫酸鎘、結(jié)晶乙酸鎘、結(jié)晶油酸鎘、結(jié)晶草酸鎘中的任一種或兩種以上。硫化氫和鎘鹽的質(zhì)量比為?(0.001～50)∶(0.001～90)。

一種制得的CdS半導(dǎo)體光催化劑在有機污染物降解和水分解制氫方面的應(yīng)用。