[發明專利]一種CdS/MoS2/C60C(COOH)2三元復合材料的制備及其應用

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• 申請號: 201810366049.7
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108525706A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 魏先文;程源晟;吳芳輝;趙自豪;李曉檸
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01J31/34
• 分類號: B01J31/34;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開了一種CdS/MoS₂/C₆₀C(COOH)₂三元復合材料的制備及其應用，屬于無機材料合成技術領域。首先采用簡單的溶劑熱法分別制備出CdS和MoS₂納米材料，接著兩者表面相互結合形成CdS/MoS₂二元復合材料，最后將其與所制備的C₆₀羧酸衍生物C₆₀C(COOH)₂進行吸附復合，制備出含有不同C₆₀C(COOH)₂負載量的三元復合材料。富勒烯自身無毒，通過羧基官能團的修飾可以達到較好的生物相容性和親電性，在其表面負載CdS納米材料以及助催化劑MoS₂后促進了半導體材料的電子與空穴的分離效率，有效提高了CdS/MoS₂在可見光下對羅丹明B的降解速度，增強了半導體納米材料的光催化活性。

技術領域

本發明屬于無機材料合成技術領域，具體涉及一種簡便制備CdS/MoS₂/C₆₀C(COOH)₂復合材料的方法以及該復合材料在可見光下對羅丹明B降解的應用。

背景技術

目前傳統化石燃料例如煤、石油和天然氣等的巨大消耗不僅造成了能源短缺，也導致了嚴重的環境污染，甚至直接威脅到了人類的生存。而解決環境問題中傳統污染物處理方法雖然效率髙，但是處理過程中不可避免地會產生對環境有害的副產物，并且無法實現可持續應用。近年來，科研工作者發現一些半導體材料的物理化學過程能夠應用于清潔能源的產生和有機污染物的降解，而且牽涉到的相關反應驅動力是可再生能源太陽光，對環境無任何污染。因此，這些半導體光催化材料通過對太陽能的吸收和轉化實現污染物的降解為人類創造了一種更為綠色環保的方式，具有重要的研究價值。

在這些半導體光催化劑中，CdS材料受到廣泛關注。因為它具有制備方法簡單、成本低、禁帶寬度(2.4eV)窄、穩定性好、在太陽光的照射下就可以有效的激發其電子和空穴的分離等特點，在環境凈化和太陽能轉化中有著舉足輕重的作用。但是在實際應用中，窄禁帶的CdS卻沒有寬禁帶的TiO₂應用廣泛，一個重要的原因就是因為其自身存在光腐蝕現象。針對這一問題，國內外科學家們一直在著手對CdS進行修飾。其中層狀結構可以促進電子的傳遞，同時自身層狀邊緣也具有較好的光催化活性的MoS₂經常被科研人員選作修飾CdS的助催化劑，有人報道用MoS₂修飾CdS后發現，可以提高CdS的光響應活性，隨著MoS₂的修飾的含量增加，MoS₂-CdS的紫外可見區域DRS的吸收帶邊可由500nm拓展到800nm。另外還有人發現MoS₂的層數越少，所修飾得到的MoS₂-CdS催化活性越高，這主要是因為MoS₂的層數越少，就可以使更多的S暴露在外面，而單層MoS₂與多層的MoS₂相比其導帶的電位更負，因此具有更高的還原活性。

C₆₀是1985年發現的一種碳的同素異形體，由60個C組成的足球狀的單質，在空間結構上具有很好的對稱性，特別是由于其自身獨特的共軛大π結構和性質，使得C₆₀成為很好的電子接受體。因此考慮將C₆₀作為基質材料與上述半導體納米材料進行復合，通過C₆₀自身的結構特點來促進光生電子的轉移，從而可以有效的降低光催化過程中光生電子和空穴的復合率，提高半導體光催化的活性，進而用于太陽能電池、光催化和染料電池等領域中。

發明內容