[發明專利]一種簡易制備六邊形CdO/CdS異質結納米復合材料的方法

有效

• 申請號: 201710251510.X
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107051548B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 景志紅;于洋
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: B01J27/047
• 分類號: B01J27/047;B01J35/02;C02F1/30;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種簡易制備六邊形CdO/CdS異質結納米復合材料的方法，該方法主要包括：采用溶劑熱法用硝酸鎘與氫氧化鋰制備前驅體氫氧化鎘，經過焙燒獲得納米氧化鎘；然后，采用水熱法，將制備的納米氧化鎘加入硫化鈉進行硫化處理，再經過焙燒處理，獲得CdO/CdS異質結納米復合材料，產物形貌特征為由納米顆粒組成的六邊形。所得CdO/CdS異質結納米復合材料用于光催化降解有機染料次甲基藍，具有較好的光催化性能。

技術領域

本發明涉及一種CdO/CdS異質結納米復合材料的制備方法，用于光催化降解有機染料次甲基藍，屬于納米材料技術領域。

背景技術

目前，對異質結納米材料的研究被認為是微納米材料研究的一個新領域。將兩種半導體材料恰當的結合成異質結構，尤其是禁帶寬度不同的兩種材料，由于禁帶寬度的漸變使兩種材料界面處產生內建電場，庫倫作用使電子和空穴上得力相反，可以分別控制電子和空穴的運動，更好的實現電荷分離。所以，與單一材料相比，異質結納米結構材料表現出了優越的光電特性、氣敏特性及光敏催化等特性，因此引起許多科學研究者的廣泛關注。

氧化鎘(CdO)和硫化鎘(CdS)都是重要的n型半導體材料，其能帶隙寬度分別為2.2～2.4eV和2.4～2.5eV，在太陽能電池、光催化劑、氣敏傳感器等領域具有廣泛的應用。盡管如此，但單一的CdO或CdS，在光電效率、催化效率等諸多方面依然存在局限性。為了提高其光催化性能，有研究嘗試將CdO和CdS組成異質結復合材料。例如，Kahane等人制備的光催化裂解水制氫用CdO/CdS納米復合材料光催化性能明顯提高，參見International Journalof Hydrogen Energy,2013,38:15012-15018.，將氫氧化鈉溶于甲醇中，與氯化鎘的甲醇/水溶液混合，攪拌3h，經過濾、洗滌后，300℃焙燒2h，制得CdO納米顆粒。隨后，將CdO納米顆粒與不同比例的硫脲溶液混合，攪拌2h，蒸發溶劑后于300℃焙燒2h，制得粒徑為20-50nm的CdO/CdS納米復合材料球形顆粒。其中CdO為立方相，CdS為六方相，同時有少量CdSO₃相存在。該文獻未涉及CdO/CdS納米復合材料在光催化降解有機染料次甲基藍方面的研究。CN102728392A公開了二元多孔空心立方體形CdO/CdS核-殼結構納米晶的制備方法，采用去離子水作溶劑，以CdCO₃立方體納米晶為模板，以硫代乙酰胺(TAA)為硫源，采取微波加熱回流的方法控制反應CdS的生成。該發明制備的CdO/CdS核-殼結構多孔空心立方體納米晶，表面滲透性好，能充分與反應物接觸，提高了CdS納米晶在可見光下催化降解污水中重金屬離子(Cr₂O₇^2-)的效果。該文獻未涉及光催化降解有機染料次甲基藍方面的內容。

納米材料的微結構，包括納米材料的粒徑、形貌、表面和內部缺陷等因素都對材料的物理化學性質產生影響，采用不同的合成方法制備納米材料的形貌特征不同，性能會有明顯差異。目前制備的CdO/CdS異質結納米材料多為球形顆粒，主要應用于光照條件下裂解水制氫或降解重金屬離子，而能用于光催化降解有機染料的CdO/CdS異質結納米復合材料的制備尚少未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種簡易制備六邊形CdO/CdS異質結納米復合材料的方法，獲得了由納米顆粒組成的六邊形CdO/CdS異質結納米材料。該CdO/CdS異質結材料用于光催化降解有機染料，尤其是對有機染料次甲基藍具有較好的光催化性質。

發明概述：

本發明制備CdO/CdS異質結納米復合材料的方法，主要包括兩部分：首先，采用溶劑熱法制備前驅體氫氧化鎘，經過焙燒獲得納米氧化鎘；然后，采用水熱法，將制備的納米氧化鎘進行硫化處理，再經過焙燒處理，獲得CdO/CdS異質結納米復合材料，產物形貌特征為由納米顆粒組成的六邊形。經過實驗驗證，本發明的CdO/CdS異質結納米復合材料對有機染料次甲基藍具有較好的光催化降解性能。

發明詳述：