[發(fā)明專利]一種三維花片狀硫銦鋅微-納米線陣列及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710383926.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107282070B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何丹農(nóng);盧靜;涂興龍;金彩虹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
• 主分類號(hào): B01J27/04
• 分類號(hào): B01J27/04;B82Y30/00
• 代理公司: 31121 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 唐莉莎

本發(fā)明公開(kāi)了一種三維花片狀硫銦鋅微?納米線陣列及其制備方法和應(yīng)用，以經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鋅片為基底，以銦源、硫源為前驅(qū)體，通過(guò)控制溶劑熱反應(yīng)的溫度和時(shí)間，從而制備出ZnIn₂S₄微?納米線陣列。本發(fā)明制備的三維花片狀結(jié)構(gòu)的ZnIn₂S₄微?納米線陣列，是固體基底上的首創(chuàng)；依據(jù)本發(fā)明提供的方法制備的ZnIn₂S₄微?納米線陣列具有比表面積高，反射率低，陷光性好，缺陷較少且能夠反復(fù)使用等優(yōu)異特性；且制備方法簡(jiǎn)單，過(guò)程易控，成本低廉，無(wú)毒環(huán)保，在光催化制氫，光催化降解有機(jī)污染物，人工光合作用，光催化殺菌，太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備和太陽(yáng)能應(yīng)用轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種三維花片狀硫銦鋅微-納米線陣列及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境保護(hù)的呼聲也日益高漲。但是傳統(tǒng)的化石能源是一種不可再生能源，面臨著日益枯竭的趨勢(shì)，并且化石能源在燃燒時(shí)產(chǎn)生CO₂、SO₂等有害氣體對(duì)環(huán)境有著巨大的破壞。所以解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題成為了當(dāng)今世界面臨的兩個(gè)主要課題，世界各國(guó)都把建立綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新能源體系作為國(guó)家的重大發(fā)展戰(zhàn)略。半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種高效、安全的環(huán)境友好型環(huán)境凈化和產(chǎn)氫技術(shù)，在解決環(huán)境污染和能源危機(jī)問(wèn)題上有著巨大的應(yīng)用潛力，目前在光催化制氫，光催化降解有機(jī)污染物，人工光合作用，光催化殺菌，太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

近年來(lái)，過(guò)渡金屬硫化物型光催化劑得到廣泛研究和關(guān)注，因?yàn)榱蚧镆话憔哂休^窄的禁帶寬度，可以直接吸收可見(jiàn)光而發(fā)生光催化反應(yīng)。三元硫化物ZnIn₂S₄作為AB₂X₄型半導(dǎo)體中的一員，帶隙寬度在2.4eV左右，是一種可見(jiàn)光響應(yīng)的半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)和催化穩(wěn)定性，因而在科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界均受到了廣泛關(guān)注。例如公開(kāi)號(hào)為CN102795661A的中國(guó)專利，通過(guò)溶劑熱法制備了一種分級(jí)花狀ZnIn₂S₄三元化合物，在光催化降解有機(jī)物、凈化空氣等領(lǐng)域有較好效果。公開(kāi)號(hào)為CN103736501A的中國(guó)專利，通過(guò)溶劑熱法制備了一種具有同質(zhì)異相結(jié)的ZnIn₂S₄復(fù)合材料，能夠明顯光催化降解甲基橙等有機(jī)染料。公開(kāi)號(hào)為CN103908971A的中國(guó)專利，通過(guò)水熱法制備了一種用于選擇性催化氧化偶聯(lián)胺生成亞胺的ZnIn₂S₄光催化劑，可在空氣中、可見(jiàn)光照射下進(jìn)行選擇性氧化胺類化合物生成亞胺。上述方法制備的ZnIn₂S₄有各自的優(yōu)點(diǎn)，但也有很多不足。比如他們制備的ZnIn₂S₄都是粉體材料，均勻性較差，易團(tuán)聚，不利于回收和重復(fù)利用。眾所周知，對(duì)于無(wú)機(jī)納米材料而言，形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)等因素對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)都有著很大的影響。一維納米材料如納米線、納米管等具有比表面積高、限光性好等優(yōu)異特性，在氧化物、硫化物等半導(dǎo)體催化領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。然而，目前對(duì)ZnIn₂S₄的研究大多數(shù)都集中在納米片、微球等多維材料，對(duì)于納米線、納米管等一維材料材料制備領(lǐng)域依然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。