单分散ZnS纳米球于盛有5 mL去离子水的烧杯中，使其超声分散3min，向烧杯中加入0.0020g的Bi (NO3) 3，随后向烧杯中滴加1.0 mL C8H15N2BF4离子液体，再向反应体系加一定量去离子水得到悬浮液，将得到的悬浮液在室温条件下超声2min后，转入水热高压反应釜中，将反应釜放入烘箱使其在160 °C下恒温13 h。将得到的产物分别用去离子水和95%乙醇离心、洗涤各三次，再将离心、洗涤后的产物放入真空干燥箱中在80 °C下真空干燥24 h，取出后将其研细，即可得到摩尔数Bi =Zn为1:100的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂。
[0010]实施例5
在室温下准确称量0.2000 g单分散ZnS纳米球于盛有5 mL去离子水的烧杯中，使其超声分散3min，向烧杯中加入0.0040g的Bi (NO3) 3，随后向烧杯中滴加1.0 mL C8H15N2BF4离子液体，再向反应体系加一定量去离子水得到悬浮液，将得到的悬浮液在室温条件下超声2min后，转入水热高压反应釜中，将反应釜放入烘箱使其在160 °C下恒温12 h。将得到的产物分别用去离子水和95%乙醇离心、洗涤各三次，再将离心、洗涤后的产物放入真空干燥箱中在80 °C下真空干燥24 h，取出后将其研细，即可得到摩尔数Bi =Zn为2:100的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂。
[0011]实施例6
在室温下准确称量0.2000 g单分散ZnS纳米球于盛有5 mL去离子水的烧杯中，使其超声分散3min，向烧杯中加入0.0080g的Bi (NO3) 3，随后向烧杯中滴加1.0 mL C8H15N2BF4离子液体，再向反应体系加一定量去离子水得到悬浮液，将得到的悬浮液在室温条件下超声2min后，转入水热高压反应釜中，将反应釜放入烘箱使其在170 °C下恒温12 h。将得到的产物分别用去离子水和95%乙醇离心、洗涤各三次，再将离心、洗涤后的产物放入真空干燥箱中在85 °C下真空干燥24 h，取出后将其研细，即可得到摩尔数B1:Zn为4:100的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂。
[0012]实施例7
在室温下准确称量0.2000 g单分散ZnS纳米球于盛有5 mL去离子水的烧杯中，使其超声分散3min，向烧杯中加入0.0160g的Bi (NO3)3,随后向烧杯中滴加1.0 mL C8H15N2BF4离子液体，再向反应体系加一定量去离子水得到悬浮液，将得到的悬浮液在室温条件下超声2min后，转入水热高压反应釜中，将反应釜放入烘箱使其在160 °C下恒温12 h。将得到的产物分别用去离子水和95%乙醇离心、洗涤各三次，再将离心、洗涤后的产物放入真空干燥箱中在80 °C下真空干燥24 h，取出后将其研细，即可得到摩尔数B1:Zn为8:100的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂。
[0013]实施例8 =ZnS纳米球的制备
(Al)室温下取4.0 mmol Zn (CH3C00) 2.2H20溶解到20 mL去离子水与95%乙醇的混合液(1:1)中,磁力搅拌至完全溶解，
(八2)取6.0 mmol CH4N2S (TU)加入其中，持续搅拌至溶解。将该溶液转入40 mL内衬四氟乙烯的水热高压釜中，160°C恒温10 h ；
(A3)自然冷却至室温，用去离子水和95%乙醇分别离心洗涤3次，最后将ZnS放入65真空箱中干燥14 h。
[0014]本发明所提供的一种以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法的有益技术效果为:本发明方法所制备的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂，经X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、比表面及孔隙度分析仪(BET)、X -射线能谱分析(EDS)、红外光谱(IR)、紫外-可见图谱分析(UV-Vis)等检测结果表明，制备的样品是分散性较好，较均匀，粒径在1.5纳米的纳米球，比表面积分析(BET)分析结果表明样品具有较窄孔径分布，其相应的最可几分布在8.60 nm处，孔隙度较高，紫外-可见图谱分析(UV-Vis)分析表明所有Bi掺杂的硫化锌纳米球的紫外可见吸收光谱显示出红移和可见光范围内的吸，在测试样品的可见光光催化分解水产氢活性的实验中，选用0.35 mol/L Na2S与0.25 mol/L Na2SO3组成的混合水溶液作为牺牲剂，经测定表明Bi的掺杂显著提高了 ZnS纳米球的可见光产H2活性，产氢速率可达到172.4 Mfl1l/h.g，可以看出，本发明制备的Bi/ZnS纳米球光催化剂比不掺杂的光催化剂性能更好。本方法步骤简单，制备过程无污染，原料易得，成本低廉，制备工艺环境友好，本发明提供的一种以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法适合于在应用领域推广。
[0015]在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
【主权项】
1.以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:所述的制备方法包括以下步骤: Ca)将单分散ZnS纳米球加入烧杯中的去离子水中，用超声分散使其溶解； (b)向烧杯中加入一定量的Bi(NO3)3水溶液，再向溶液中滴加C8H15N2BF4离子液体，反应体系加一定量去离子水，使其形成悬浮液； (c)将得到的悬浮液在室温条件下，在超声分散器中超声分散，之后转入水热高压釜中，放到烘箱中，在150 V -170 °C下恒温12 h-15h ； (d)将得到的产物通过离心从溶液中分离出来，用去离子水和95%乙醇分别洗涤后，放Λ 70 °C-90°C真空干燥箱中干燥20h-30 h，得到本发明的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂。
2.根据权利要求1所述的以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:步骤b中加入Bi (NO3) 3的质量以毫克计为:为ZnS纳米球毫克数的0-1.6倍，滴加C8H15N2BF4离子液体质量以毫克计为:为ZnS纳米球毫克数的3-7倍。
3.根据权利要求1所述的以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:步骤b中加入Bi (NO3) 3的质量以毫克计为:为ZnS纳米球毫克数的0-1.2倍，滴加C8H15N2BF4离子液体质量以毫克计为:为ZnS纳米球毫克数的3_5倍。
4.根据权利要求1所述的以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:步骤c中在160 °C下恒温12 h。
5.根据权利要求1所述的以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:步骤c中在超声分散器中超声分散2-5min。
6.根据权利要求1所述的以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:步骤d将得到的产物通过离心从溶液中分离出来，用去离子水和95%乙醇分别洗涤后，放入80°C真空干燥箱中干燥24h。
7.根据权利要求1所述的以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，其特征在于:所述的ZnS纳米球的制备采用如下步骤: (Al)将Zn (CH3C00) 2 -2H20溶解到去离子水与95%乙醇1:1混合液中，磁力搅拌至完全溶解， (A2)加入CH4N2S (TU)其中，持续搅拌至溶解，将该溶液转入40 mL内衬四氟乙烯的水热高压釜中，150 0C -170 °C恒温10 h ； (A3)自然冷却至室温，用去离子水和95%乙醇分别离心洗涤3次，最后将ZnS放入65°C真空箱中干燥14 h，得ZnS纳米球。
【专利摘要】本发明公布了一种以离子液体为模板制备Bi掺杂ZnS光催化剂的方法，属于化学领域。该方法包括步骤：ZnS超声溶解、加入Bi(NO3)3水溶液中、向溶液中滴加C8H15N2BF4离子液体使其形成悬浮液、分散、烘干、离心分离、洗涤干燥得到本发明的Bi掺杂ZnS纳米球光催化剂。本方法步骤简单，制备工艺环境友好，制备出的产品性能良好。
【IPC分类】B01J27-04
【公开号】CN104667949
【申请号】CN201310637697
【发明人】杜记民, 韩玉民, 杜卫民, 王志勇, 魏成振, 陈惠娟, 钱永腾
【申请人】安阳师范学院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年12月3日