[發(fā)明專利]一種類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107098375B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田健;郭奕辰;熊國偉;李昱杰;崔洪芝
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學
• 主分類號: C01G3/12
• 分類號: C01G3/12;B01J27/04;B82Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發(fā)明公開了一種類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料的制備方法，將氯化亞銅溶解至乙二胺中制成第一溶液，再向第一溶液中加入硫脲制成第二溶液，將第二溶液采用溶劑熱法進行反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料進行純化處理即得類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料，其中，第一溶液中氯化亞銅的濃度為0.02～0.1mol/L。本發(fā)明通過控制原料的加入量，經(jīng)過上述步驟從而制備出了具有類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米結(jié)構(gòu)，該納米結(jié)構(gòu)使得硫化亞銅納米材料的比表面積大，具有更高的光催化效率，同時使得硫化亞銅納米材料能夠利用可見光產(chǎn)生的催化效果更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種具有可見光光催化效果的類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料制備方法。

背景技術(shù)

自80年代末，人們開始將光催化應(yīng)用于環(huán)境污染控制領(lǐng)域，由于該技術(shù)能有效地破壞許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的難降解污染物，因此已經(jīng)在污水處理、抑菌殺菌以及環(huán)境的凈化等領(lǐng)域得到廣泛的研究與應(yīng)用。與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，具有明顯的節(jié)能、高效、污染物降解徹底等優(yōu)點，且光催化技術(shù)易操作，無二次污染，它已成為一種有重要應(yīng)用前景的環(huán)境治理方法，引起了國內(nèi)外學者的普遍重視。然而，在半導(dǎo)體光催化劑的研究中，涉及到的多數(shù)是寬禁帶的半導(dǎo)體材料，如氧化鋅、二氧化鈦、二氧化錫等，這些半導(dǎo)體材料由于本身具有大的帶隙能，因此它們對太陽光能的利用率并不高，而且由于光生電子與空穴的復(fù)合特性，使單一的半導(dǎo)體光催化劑在開發(fā)利用方面受到了限制。因此需要對單一的半導(dǎo)體光催化劑進行改性處理，以達到提高半導(dǎo)體光催化活性的目的。硫化亞銅(Cu₂S)是一種窄禁帶(禁帶寬度＝1.2～1.24eV)的p型半導(dǎo)體材料，具有良好的化學和熱穩(wěn)定性能，是一種良好的光電材料，在太陽光能利用等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛能。

眾所周知，材料的微米或納米結(jié)構(gòu)對其性能有顯著影響，為了改善硫化亞銅的催化、光學以及電學方面的性能，研究制備新型微米或者納米硫化亞銅結(jié)構(gòu)也越來越受到人們的關(guān)注。然而，目前已經(jīng)制備出的硫化亞銅結(jié)構(gòu)僅局限于比較單調(diào)的顆粒，片狀及球形，均表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)二氧化鈦對光的吸收波長響應(yīng)范圍。然而，這些硫化亞銅結(jié)構(gòu)比表面積較小，光催化效率較低，并且對可見光催化效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料的制備方法，該方法制備的硫化亞銅納米材料的比表面積大，具有更高的光催化效率，且采用該硫化亞銅納米材料能夠利用可見光產(chǎn)生的催化效果更好。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料的制備方法，將氯化亞銅溶解至乙二胺中制成第一溶液，再向第一溶液中加入硫脲制成第二溶液，將第二溶液采用溶劑熱法進行反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料進行純化處理即得硫化亞銅納米材料，其中，第一溶液中氯化亞銅的濃度為0.02～0.1mol/L。

本發(fā)明通過控制原料的加入量，經(jīng)過上述步驟從而制備出了具有類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米結(jié)構(gòu)，該納米結(jié)構(gòu)使得硫化亞銅納米材料的比表面積大，具有更高的光催化效率，同時使得硫化亞銅納米材料能夠利用可見光產(chǎn)生的催化效果更好。

本發(fā)明的目的之二是提供一種上述制備方法制備的硫化亞銅納米材料。該硫化亞銅納米材料具有獨特的類似楓葉狀納米結(jié)構(gòu)，使得納米硫化亞銅能夠更好的利用可見光進行光催化，從而提高了對太陽光的利用。

本發(fā)明的目的之三是提供一種上述硫化亞銅納米材料在可見光光催化中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的之四是提供一種光催化劑，采用上述硫化亞銅納米材料。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明制備的類似楓葉結(jié)構(gòu)的硫化亞銅納米材料有效拓寬了對太陽光的響應(yīng)范圍，實現(xiàn)可見光下具有優(yōu)異的光催化效果，從而改善了光催化效果。