一种硫化锌-硫化银复合半导体材料的制备方法与流程

文档序号:14661001发布日期:2018-06-12 17:52阅读:1639来源:国知局

本发明涉及材料技术领域,特别是涉及一种硫化锌-硫化银复合半导体材料的制备方法。



背景技术:

ZnS半导体光催化剂不仅可以用于降解有机污染物,而且可以用于从水中制氢、CO2的光还原、有机光合成、醛及衍生物的光还原、卤代苯脱卤,以及水中有毒重金属离子的光还原等的许多光催化领域。有文献报道ZnS与TiO2,ZnO,CdS构成的复合半导体光催化剂都表现出较好的光催化效果。复合材料的制备方法多采用共沉淀法。由于在共沉淀过程中,很难保证沉淀剂在溶液中分散均匀,所以实际获得的复合半导体光催化剂存在两种半导体复合不均匀的现象,减少了有效抑制光生载流子的界面。

为此,有必要针对上述问题,提出一种硫化锌-硫化银复合半导体材料的制备方法,其能够解决现有技术中存在的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种硫化锌-硫化银复合半导体材料的制备方法,以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种硫化锌-硫化银复合半导体材料的制备方法,包括:

(1)在反应釜中将硫化锌粉末加入去离子水中,搅拌15~30min,得到硫化锌悬浊液;

(2)在酸存在条件下,向上述硫化锌悬浊液中加入硝酸银水溶液,搅拌20~30min,再加入硫代乙酰胺溶液,继续搅拌30~45min,于150~250℃恒温条件下密封反应5~8h,得到混合物;

(3)将上述混合物冷却至室温,离心分离,取沉淀物,分别采用去离子水、无水乙醇洗涤3~5次,于50~60℃真空条件下干燥5~8h,得到硫化锌-硫化银复合半导体材料。

优选的,步骤(1)中,所述硫化锌为纳米硫化锌。

优选的,步骤(2)中,所述硝酸银水溶液与所述硫代乙酰胺溶液的摩尔浓度之比为1:1~10。

优选的,所述硝酸银水溶液与所述硫代乙酰胺溶液的摩尔浓度之比为1:3~10。

优选的,步骤(2)中,所述酸为稀硝酸。

优选的,所述硫化锌-硫化银复合半导体材料中,所述硫化银和所述硫化锌的摩尔比为1:10~50。

优选的,所述硫化银和所述硫化锌的摩尔比为1:20~50。

与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明中的方法制备得到的硫化锌-硫化银复合半导体材料的紫外光催化活性高、稳定性好,具有较好的应用前景。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本发明公开一种硫化锌-硫化银复合半导体材料的制备方法,包括:

(1)在反应釜中将硫化锌粉末加入去离子水中,搅拌15~30min,得到硫化锌悬浊液;

(2)在酸存在条件下,向上述硫化锌悬浊液中加入硝酸银水溶液,搅拌20~30min,再加入硫代乙酰胺溶液,继续搅拌30~45min,于150~250℃恒温条件下密封反应5~8h,得到混合物;

(3)将上述混合物冷却至室温,离心分离,取沉淀物,分别采用去离子水、无水乙醇洗涤3~5次,于50~60℃真空条件下干燥5~8h,得到硫化锌-硫化银复合半导体材料。

其中,所述硫化锌-硫化银复合半导体材料中,所述硫化银和所述硫化锌的摩尔比为1:10~50,优选的,所述硫化银和所述硫化锌的摩尔比为1:20~50,进一步优选的,所述硫化银和所述硫化锌的摩尔比为1:25。

进一步地,步骤(1)中,所述硫化锌为纳米硫化锌。

进一步地,步骤(2)中,所述硝酸银水溶液与所述硫代乙酰胺溶液的摩尔浓度之比为1:1~10,优选的,所述硝酸银水溶液与所述硫代乙酰胺溶液的摩尔浓度之比为1:3~10,进一步优选的,所述硝酸银水溶液与所述硫代乙酰胺溶液的摩尔浓度之比为1:5;其中,所述酸为稀硝酸。

实施例1

(1)在反应釜中将纳米硫化锌粉末加入去离子水中,搅拌15min,得到硫化锌悬浊液;

(2)在稀硝酸存在条件下,向上述硫化锌悬浊液中加入1摩尔浓度的硝酸银水溶液,搅拌20min,再加入1摩尔浓度的硫代乙酰胺溶液,继续搅拌30min,于150℃恒温条件下密封反应5h,得到混合物;

(3)将上述混合物冷却至室温,离心分离,取沉淀物,分别采用去离子水、无水乙醇洗涤3~5次,于50~60℃真空条件下干燥5~8h,得到硫化锌-硫化银复合半导体材料。

实施例2

(1)在反应釜中将纳米硫化锌粉末加入去离子水中,搅拌25min,得到硫化锌悬浊液;

(2)在稀硝酸存在条件下,向上述硫化锌悬浊液中加入1摩尔浓度的硝酸银水溶液,搅拌25min,再加入5摩尔浓度的硫代乙酰胺溶液,继续搅拌35min,于220℃恒温条件下密封反应6h,得到混合物;

(3)将上述混合物冷却至室温,离心分离,取沉淀物,分别采用去离子水、无水乙醇洗涤3~5次,于50~60℃真空条件下干燥5~8h,得到硫化锌-硫化银复合半导体材料。

实施例3

(1)在反应釜中将纳米硫化锌粉末加入去离子水中,搅拌30min,得到硫化锌悬浊液;

(2)在稀硝酸存在条件下,向上述硫化锌悬浊液中加入1摩尔浓度的硝酸银水溶液,搅拌30min,再加入10摩尔浓度的硫代乙酰胺溶液,继续搅拌45min,于250℃恒温条件下密封反应8h,得到混合物;

(3)将上述混合物冷却至室温,离心分离,取沉淀物,分别采用去离子水、无水乙醇洗涤3~5次,于50~60℃真空条件下干燥5~8h,得到硫化锌-硫化银复合半导体材料。

本发明中,通过在硫化锌中掺杂硫化银有助于提高复合半导体材料的光降解活性,从而增大对紫外光的吸收率;采用紫外光照射废水60min后,有机物的降解率高达98.6%。因此,本发明中的复合半导体材料在光催化方面具有广阔的应用前景。

最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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