[發明專利]聚多巴胺人造黑色素粒子/金屬硫化物復合材料及其制備

有效

• 申請號: 201811439384.1
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109529943B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 鄒元;吳潼
• 申請（專利權）人: 成都地唐新材料有限公司
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J31/28;B01J35/02
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

本發明涉及一種聚多巴胺人造黑色素粒子/金屬硫化物復合材料及其制備，屬于復合材料領域。本發明提供一種聚多巴胺人造黑色素粒子/金屬硫化物復合材料的制備方法，所述制備方法包括：1)制備負載金屬離子的聚多巴胺人造黑色素粒子，0wt％＜金屬離子占聚多巴胺人造黑色素粒子質量≤13wt％；2)將負載金屬離子的聚多巴胺人造黑色素粒子和含硫有機化合物溶解到去離子水中，升溫到80℃以上繼續反應2小時以上；或者將負載金屬離子的聚多巴胺人造黑色素粒子溶解到去離子水中，再向水中通入硫化氫氣體；最后將反應液經離心、洗滌，得到復合材料。所得復合材料中金屬硫化物粒徑在10nm左右，含量可調節，具有較好球形形貌和光催化性能。

技術領域

本發明涉及一種具有鑲嵌結構的聚多巴胺人造黑色素粒子/金屬硫化物復合材料及其制備方法，屬于復合材料領域。

背景技術

聚多巴胺(polydopamine，PDA)是模擬天然黑色素的一種合成的人造黑色素。它有很多優異的性質，例如，自由基清除，光熱轉換，抵御紫外輻射和金屬離子絡合等。由于聚多巴胺具備吸光能力強，可清除自由基的優點，可廣泛用于光催化染料降解，光解水等領域。

硫化鎘等金屬硫化物是良好的半導體材料，是良好的可見光催化劑；然而硫化鎘等金屬硫化物本身容易聚集，而且易在光照條件下被腐蝕。聚多巴胺由于有著極好的粘附性，可以在幾乎任何物體的表面進行涂層，使得聚多巴胺的復合材料得到了廣泛的應用；所以研究者經常將硫化鎘等金屬硫化物與聚多巴胺制成復合材料。

現有技術中，制備聚多巴胺/金屬硫化物復合材料最常見的方法就是涂層法，如名稱為“CdS-Polydopamine-Derived N,S-Codoped Hierarchically Porous Carbons asHighly Active Electrocatalyst for Oxygen Reduction”和“A“Solid Dual-Ions-Transformation”Route to S,N Co-Doped Carbon Nanotubes as Highly Efficient“Metal-Free”Catalysts for Organic Reactions”的文獻中公開通過氧化使多巴胺單體在硫化鎘晶體表面進行聚合，形成了具有核殼結構的硫化鎘/聚多巴胺復合材料(ACSSustainable ChemistryEngineering,2017,5(11):9914-9922，Advanced Materials,2016,28(48):10679-10683.)；但是這些方法合成的硫化鎘/聚多巴胺雜化材料的形貌是硫化鎘作為核在內部，聚多巴胺作為涂層在外部，硫化鎘的含量不容易進行調節；并且這種方法合成的材料中，硫化鎘晶體通常尺寸較大(尺寸為大于100nm)，而硫化鎘本身容易聚集，會影響雜化材料的最終形貌。

發明內容

針對上述缺陷，本發明提出一種具有鑲嵌結構的聚多巴胺人造黑色素/金屬硫化物復合材料，所得復合材料中金屬硫化物粒徑在10nm左右，并且其含量可調節，所得復合材料具有較好球形形貌和光催化性能。

本發明的技術方案：

本發明要解決的第一個技術問題是提供了一種聚多巴胺人造黑色素粒子/金屬硫化物復合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

1)制備負載金屬離子的聚多巴胺人造黑色素粒子；

2)將負載金屬離子的聚多巴胺人造黑色素粒子和含硫有機化合物溶解到去離子水中，升溫到80℃以上繼續反應2小時以上；或者將負載金屬離子的聚多巴胺人造黑色素粒子溶解到去離子水中，再向水中通入硫化氫氣體；最后將反應液經離心、洗滌，得到聚多巴胺/金屬硫化物復合材料；其中，所述含硫有機化合物為硫代乙酰胺或硫脲。

進一步，所述金屬離子為鎘離子、銅離子、錳離子、鋅離子、二價鈷離子或二價鎳離子。

進一步，步驟1)中，0wt％＜金屬離子占聚多巴胺人造黑色素粒子質量≤13.0wt％。