光催化劑CdS?NiS納米復合材料的制備方法與流程

本發明屬于納米材料技術領域，特別涉及一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法。

背景技術：

光催化技術由于其在太陽能轉化為氫能和光催化降解有機化合物等方面的應用越來越受到人們的關注。以tio2為代表的傳統氧化物光催化劑因其帶隙寬(3.2ev)過窄，只能響應紫外線和近紫外線，對太陽能的利用率低(約為5%)，極大地制約了其市場化發展，因此當下更多的研究目光轉向了過渡金屬硫化物。

金屬硫化物對于可見光的吸收表現較為理想，但單一金屬硫化物在光照射下不穩定，易發生光腐蝕以及光生電子空穴復合等現象，使其光催化活性迅速下降。為了解決這些問題，人們采用多種手段對金屬硫化物進行改性，如：金屬離子摻雜、金屬修飾和半導體復合等。

目前金屬硫化物的制備方法主要有固相分解法、水熱法、微乳液法、溶劑熱合成法、溶膠-凝膠法和模板法等。這些方法或多或少都存在著些許的缺陷，如水熱法所要求的各項反應條件對的設備要求較高；溶膠-凝膠法所采用的原料較為昂貴且反應所需時間較長；模板法等相應制備過程較為繁瑣；諸多問題導致了光催化劑不能夠大規模生產、應用到實際生活中去。

因此，探尋一種新型的、簡便的、有效的復合金屬硫化物制備方法是十分必要的。

技術實現要素：

本發明提供一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟（1）、將0.8-2g巰基苯并噻唑合鎘放入50-100ml的高沸點有機溶劑中，加熱溶解得到均一溶液，持續加熱至使巰基苯并噻唑合鎘熱分解，冷卻，洗滌離心后得到固體產物，則為cds；

步驟（2）、將步驟（1）中所得產物加入到20-80ml飽和硫化鈉溶液中，水浴加熱并持續攪拌，然后對產物用無水乙醇除去多余的硫離子并離心，得到離心產物；

步驟（3）、取步驟（2）得到的離心產物分散到水中，然后與可溶性鎳鹽溶液混合，持續攪拌使其充分反應后，離心洗滌，烘干，得到復合金屬硫化物cds-nis。

進一步的，所述步驟（1）中巰基苯并噻唑合鎘在高沸點有機溶劑中的溶解溫度為100-140℃。

進一步的，所述步驟（1）中，高沸點有機溶劑為油酸或油胺，其沸點高于巰基苯并噻唑合鎘的分解溫度。

進一步的，所述步驟（1）中，巰基苯并噻唑合鎘的分解反應溫度為270℃-300℃，反應時間為5-60min。

進一步的，所述步驟（1）中，分解反應后冷卻溫度至20-40℃。

進一步的，所述步驟（2）中，水浴溫度為60-70℃。

進一步的，所述步驟（3）中，與可溶性鎳鹽溶液混合在60℃-70℃的溫度下進行。

進一步的，所述步驟（3）中可溶性鎳鹽為氯化鎳，醋酸鎳或硝酸鎳。

進一步的，所述步驟（3）中，烘干溫度為40-60℃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

發明提供的新型復合金屬硫化物的制備方法，得到的樣品形貌規整，尺寸均一，能夠有效的吸收紫外光及可見光，對有機污染物物羅丹明b，亞甲基藍有顯著的降解作用，在30min之內，對羅丹明b的降解效率達99%以上。

附圖說明

圖1是本發明實施例4所制備產品的xrd圖；

圖2是本發明實施例4所制備產品的sem圖；

圖3是本發明實施例4所制備產品降解羅丹明b的sem圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作更進一步的說明。

實施例1

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：將1.5g巰基苯并噻唑合鎘加入到盛有80ml油酸的250ml的三口燒瓶中，持續攪拌加熱到100℃使固體溶解后，繼續加熱到240℃恒溫反應5分鐘使配合物熱分解完全。冷卻后取固體產物洗滌離心，取出多余雜質，加入到50ml飽和硫化鈉溶液中，于65℃恒溫水浴加熱5分鐘，洗滌離心除去多余硫離子，再將固體產物溶于水，于65℃恒溫水浴加熱，并緩慢滴加50ml濃度比為0.15g:50ml的氯化鎳水溶液，滴加完全后繼續反應5分鐘停止加熱，取所得固體以去離子水洗滌離心，得到10%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis。

實施例2

與實施例1中各項條件相同，將滴加的氯化鎳溶液濃度比改為0.3g:50ml，得到20%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis。

實施例3

與實施例1中各項條件相同，將滴加的氯化鎳溶液濃度比改為0.45g:50ml，得到30%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis。

實施例4

與實施例1中各項條件相同，將滴加的氯化鎳溶液濃度比改為0.6g:50ml，得到40%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis；如圖3所示，在30min之內，對羅丹明b的降解效率達99%以上。

實施例5

與實施例1中各項條件相同，將滴加的氯化鎳溶液濃度比改為0.75g:50ml，得到50%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis。

實施例6

與實施例1中各項條件相同，將滴加的氯化鎳溶液濃度比改為1.05g:50ml，得到70%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis。

實施例7

與實施例1中各項條件相同，將滴加的氯化鎳溶液濃度比改為1.35g:50ml，得到90%ni摻雜的復合金屬硫化物cds-nis。

實施例8

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：將1.5g巰基苯并噻唑合鎘加入到盛有80ml油酸的250ml的三口燒瓶中，持續攪拌加熱到100℃使固體溶解后，繼續加熱到240℃恒溫反應15分鐘使配合物熱分解完全。冷卻后取固體產物洗滌離心，取出多余雜質，加入到50ml飽和硫化鈉溶液中，于65℃恒溫水浴加熱5分鐘，洗滌離心除去多余硫離子，再將固體產物溶于水，于65℃恒溫水浴加熱，并緩慢滴加50ml濃度比為0.75g:50ml的氯化鎳水溶液，滴加完全后繼續反應5分鐘停止加熱，取所得固體以去離子水洗滌離心，得到產物復合金屬硫化物cds-nis。

實施例9

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：將1.5g巰基苯并噻唑合鎘加入到盛有80ml油酸的250ml的三口燒瓶中，持續攪拌加熱到100℃使固體溶解后，繼續加熱到240℃恒溫反應25分鐘使配合物熱分解完全。冷卻后取固體產物洗滌離心，取出多余雜質，加入到50ml飽和硫化鈉溶液中，于65℃恒溫水浴加熱5分鐘，洗滌離心除去多余硫離子，再將固體產物溶于水，于65℃恒溫水浴加熱，并緩慢滴加50ml濃度比為0.75g:50ml的氯化鎳水溶液，滴加完全后繼續反應5分鐘停止加熱，取所得固體以去離子水洗滌離心，得到產物復合金屬硫化物cds-nis。

實施例10

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟（1）、將0.8g巰基苯并噻唑合鎘放入50ml的油胺中，加熱至100℃溶解得到均一溶液，持續加熱至270℃使巰基苯并噻唑合鎘熱分解5min，冷卻至20℃，洗滌離心后得到固體產物，則為cds；

步驟（2）、將步驟（1）中所得產物加入到20ml飽和硫化鈉溶液中，在60℃水浴加熱并持續攪拌，然后對產物用無水乙醇除去多余的硫離子并離心，得到離心產物；

步驟（3）、取步驟（2）得到的離心產物分散到水中，然后在60℃溫度下與可溶性氯化鎳溶液混合，持續攪拌使其充分反應后，離心洗滌，在40℃下烘干，得到復合金屬硫化物cds-nis。

實施例11

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟（1）、將1.5g巰基苯并噻唑合鎘放入80ml的油胺中，加熱至130℃溶解得到均一溶液，持續加熱至280℃使巰基苯并噻唑合鎘熱分解30min，冷卻至30℃，洗滌離心后得到固體產物，則為cds；

步驟（2）、將步驟（1）中所得產物加入到70ml飽和硫化鈉溶液中，在62℃水浴加熱并持續攪拌，然后對產物用無水乙醇除去多余的硫離子并離心，得到離心產物；

步驟（3）、取步驟（2）得到的離心產物分散到水中，然后在65℃溫度下與可溶性醋酸鎳溶液混合，持續攪拌使其充分反應后，離心洗滌，在40-60℃下烘干，得到復合金屬硫化物cds-nis。

實施例12

一種光催化劑cds-nis納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟（1）、將2g巰基苯并噻唑合鎘放入100ml油酸中，加熱至140℃溶解得到均一溶液，持續加熱至300℃使巰基苯并噻唑合鎘熱分解60min，冷卻至40℃，洗滌離心后得到固體產物，則為cds；

步驟（2）、將步驟（1）中所得產物加入到20-80ml飽和硫化鈉溶液中，在70℃水浴加熱并持續攪拌，然后對產物用無水乙醇除去多余的硫離子并離心，得到離心產物；

步驟（3）、取步驟（2）得到的離心產物分散到水中，然后在70℃溫度下與可溶性硝酸鎳溶液混合，持續攪拌使其充分反應后，離心洗滌，在60℃下烘干，得到復合金屬硫化物cds-nis。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。