一种硫化镉原位聚合马来酸酐光催化材料的制备方法与应用

本发明属于光催化，具体涉及一种硫化镉原位聚合马来酸酐光催化材料的制备方法与应用。

背景技术：

1、cds是一种优异的半导体光催化材料，具有合适的带隙宽度和较强的可见光吸收能力，在可见光下表现出高效的光催化性能，在光催化领域具有重要的研究及应用价值。近年来，随着光催化材料研究的快速发展，cds作为可见光降解染料的重要催化材料受到了越来越多的关注。然而，单一cds本身的光腐蚀现象较为严重，光生载流子分离效率很差，进而严重影响了其光催化活性的进一步提升。因此，有必要对cds进行改性，以克服其光腐蚀现象严重的问题，使其更好地应用于光催化之中。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明采用室温一步光化学合成法，利用光引发聚合技术和低功率的紫外灯制备得到一种硫化镉/马来酸酐光催化材料，克服了单一cds严重的光腐蚀现象，使其更好地应用于光催化之中。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明第一方面提供了一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将硫源和镉源溶解在水中，另将单体马来酸酐溶解在有机溶剂中，然后合并两种溶液；

5、s2、在搅拌作用下将步骤s1的混合溶液置于紫外光照下经光聚合反应后制得硫化镉/马来酸酐光催化材料。

6、本发明提供了一种硫化镉原位聚合马来酸酐光催化材料的制备方法，该方法采用室温一步光化学合成法，利用光引发聚合技术和低功率的紫外灯即可完成，无需外加任何引发剂，条件温和绿色，操作简单安全，得到的催化材料比表面积增大，出现复合中心机会增多，并且其内部结构也得到了羧基的调控，光生电子-空穴对的分离效率得到提升，从而有效提高了单一cds的催化效率。

7、优选地，步骤s1中，所述硫源包括(但不限于)硫代硫酸钠，所述镉源包括(但不限于)硫酸镉。

8、优选地，步骤s1中，所述硫源和镉源的摩尔比为4-5:1。更优选地，所述硫源和镉源的摩尔比为4.5:1。

9、优选地，步骤s1中，所述水和有机溶剂的体积比为100:6.25-200。更优选地，所述水和有机溶剂的体积比为4:1。

10、优选地，步骤s1中，所述马来酸酐在有机溶剂中的浓度为0.2g/6.25-200ml。

11、优选地，步骤s2中，将单体马来酸酐溶解在有机溶剂中时，还加入了分散剂，所述分散剂与马来酸酐的用量比为6:1-5。分散剂的存在能够使降解过程更加稳定。

12、优选地，步骤s2中，所述紫外光照为在溶液上方放置两盏低功率紫外灯，紫外灯的规格为254nm、8w，光照时间不少于24h。

13、优选地，步骤s1中，所述有机溶剂包括(但不限于)乙醇。

14、优选地，步骤s2中，所述搅拌作用的转速为200-300r/min。

15、本发明第二方面提供了由第一方面所述的制备方法制备得到的硫化镉/马来酸酐光催化材料。

16、本发明第三方面提供了第二方面所述的硫化镉/马来酸酐光催化材料在光催化降解有机染料中的应用。

17、优选地，所述有机染料包括(但不限于)罗丹明b。

18、本发明第四方面提供了一种光催化降解有机染料的方法，具体为：将第二方面所述的硫化镉/马来酸酐光催化材料加入到含有机染料的溶液中，超声分散均匀后置于蓝光下降解不少于1h。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明公开了一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，该方法以硫源、镉源和单体马来酸酐为原料，于紫外光的引发下在硫化镉上原位聚合马来酸酐，得到的硫化镉/马来酸酐光催化材料在可见光下对有机染料有着很强的降解性能，并且材料的稳定性和重复性也较为优良。同时，本发明的制备方法简单，常温下即可制备，且无需外加任何引发剂，条件温和绿色，极易大批量生产。所合成的硫化镉/马来酸酐光催化材料改善了目前单一cds光催化性能差的限制，在降解污染性染料方面有着极为广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述硫源包括硫代硫酸钠，所述镉源包括硫酸镉；所述硫源和镉源的摩尔比为4-5:1。

3.根据权利要求1所述的一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述水和有机溶剂的体积比为100:6.25-200。

4.根据权利要求1所述的一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述马来酸酐在有机溶剂中的浓度为0.2g/6.25-200ml。

5.根据权利要求1所述的一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将单体马来酸酐溶解在有机溶剂中时，还加入了分散剂，所述分散剂与马来酸酐的用量比为6:1-5。

6.根据权利要求1所述的一种硫化镉/马来酸酐光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述紫外光照为在溶液上方放置两盏低功率紫外灯，紫外灯的规格为254nm、8w，光照时间不少于24h。

7.由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的硫化镉/马来酸酐光催化材料。

8.权利要求7所述的硫化镉/马来酸酐光催化材料在光催化降解有机染料中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述有机染料包括罗丹明b。

10.一种光催化降解有机染料的方法，其特征在于，将权利要求7所述的硫化镉/马来酸酐光催化材料加入到含有机染料的溶液中，超声分散均匀后置于蓝光下降解不少于1h。

技术总结
本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种硫化镉原位聚合马来酸酐光催化材料的制备方法与应用。为了克服单一CdS严重的光腐蚀现象，本发明以硫源、镉源和单体马来酸酐在原料，于紫外光的引发下在硫化镉上原位聚合马来酸酐，得到一种硫化镉原位聚合马来酸酐光催化材料，该材料在可见光下对罗丹明B有着很强的降解性，并且材料的稳定性和重复性也较为优良。同时，本发明的制备方法简单，工艺安全，无需外加任何引发剂，条件温和绿色，极易大批量生产，改善了目前单一CdS的光催化性能限制，在降解污染性染料方面有着极为广阔的应用前景。

技术研发人员：孙丰强,李安琪
受保护的技术使用者：华南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12