一种硫族异质结构纳米材料、制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102008966A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102008966A(43)申请公布日2011.04.13(21)申请号201010534487.3(22)申请日2010.11.08(71)申请人安徽师范大学地址241000安徽省芜湖市弋江区花津南路安徽师范大学(72)发明人方臻刘玉凤(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107代理人谢世红(51)Int.Cl.B01J27/04(2006.01)C02F1/32(2006.01)B82B3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种硫族异质结构纳米材料、制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种硫族异质结构纳米材料、制备方法及其应用，所述的纳米材料为Bi2S3/CdS，铋源和镉源的摩尔比为1∶1。本发明与现有技术相比，通过简单的一步溶剂热即可使得硫化铋纳米线/硫化镉纳米颗粒的相互结合，所用的原料易得，制备方法简单，产率为88％；将本发明所制的材料用于应用在光催化降解有机污染物，如染料甲基红，20分钟基本降解完全。CN102896ACN102008966A权利要求书1/1页1.一种硫族异质结构纳米材料，其特征在于：所述的材料为Bi2S3/CdS，铋源和镉源的摩尔比为1∶1。2.权利要求1所述的一种硫族异质结构纳米材料的制备方法，其特征在于：a、在室温下将四水合硝酸镉、无水三氯化铋、硫脲和聚乙烯吡咯烷酮溶解在乙二醇中，室温下搅拌至完全溶解得到均一溶液，四水合硝酸镉、无水三氯化铋、硫脲、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇的质量比为1∶1.03-1.02∶0.83-0.89∶2.41-2.63∶239.13-260.36；b、将步骤a得到的混合溶液在120-160℃密闭条件下加热2-8小时，冷却到室温，离心、洗涤，于60℃干燥至恒重，即可。3.权利要求1所述的一种硫族异质结构纳米材作为降解有机污染物的光催化剂的应用。2CN102008966A说明书1/4页一种硫族异质结构纳米材料、制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种异质结构纳米材料、制备方法及其应用，特别属于硫族异质纳米材料、制备方法及其应用。背景技术[0002]不使用有机连结介质而将拥有不同性质或功能的纳米结构整合在一种材料中，纳米尺度异质结构材料的合成为此提供了有效的途径。与单一功能纳米材料不同，由于纳米晶体在微观尺度的有序组合不仅可以保持原有材料的性质，同时组元材料的有效接触(化学键和范德华力结合)将使得异质结构材料的性能得到增强。其中硫族化合物异质结构纳米材料在已经被证明在半导体发光、光催化和新型光电器件等领域有着非常重要的理论和应用前景。目前，采用温和的液相方法来制备硫族化合物异质结构纳米材料的主要途径如下：先制备出一种材料的纳米结构，再采取二次生长的方法与另外一种材料结合在一起，或者对第一步得到的纳米材料进行部分的转化从而获得新的异质结构。然而这样的途径存在以下不足：1，使用的溶剂较为昂贵甚至有毒，不利于大规模制备。2，采用了复杂的多步合成路径，合成效率有待提高。发明内容[0003]本发明所要解决的第1个技术问题是提供一种新的用于催化降解有机污染物的异质结构纳米材料[0004]本发明所要解决的第2个技术问题是上述材料的其制备方法。[0005]本发明所要解决的第3个技术问题是上述材料的应用。[0006]本发明解决技术问题的技术方案为：一种硫族异质结构纳米材料，所述的材料为Bi2S3/CdS，铋源和镉源的摩尔比为1∶1。[0007]本发明是通过如下技术路线来实：该方法采用四水合硝酸镉(Cd(NO3)2·4H2O)、无水三氯化铋(BiCl3)、硫脲(NH2CSNH2)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK3O)和乙二醇(HOCH2CH2OH)为原料，并按照以下步骤进行：[0008]a、在室温下将四水合硝酸镉，无水三氯化铋硫脲和乙烯吡咯烷酮溶解在乙二醇中，室温下搅拌至完全溶解得到均一溶液，四水合硝酸镉，无水三氯化铋、硫脲、乙烯吡咯烷酮、乙二醇的重量比为[0009]1∶1.03-1.02∶0.83-0.89∶2.41-2.63∶239.13-260.36；[0010]b、将步骤a得到的混合溶液在120-160℃密闭条件下加热2-8小时，冷却到室温，离心、洗涤，于60℃干燥至恒重，即可。[0011]所述的纳米材料作为降解有机污染物的光催化剂的应用。[0012]由于在液相体系中，硫脲受热发生水解释放出硫化氢，根据Bi2S3和CdS的溶度-97-27积(Bi2S3：1.0×10，CdS：8.0×10)可以知道，Bi2S3将会先于CdS沉淀出来，在PVP的作用下，Bi2S3先生成纳米线。等到铋离子与硫离子接近反应完全后，镉离子才会成3CN102