CdS纳米环及其制备方法和应用、CdS复合膜及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113233495A(43)申请公布日2021.08.10(21)申请号202110684934.1B01J35/00(2006.01)(22)申请日2021.06.21B01J35/02(2006.01)B01J35/06(2006.01)(71)申请人安徽工程大学B01J37/34(2006.01)地址241000安徽省芜湖市鸠江区北京中路8号(72)发明人岳文瑾徐晴枫王真董玉航聂光军罗丹丹(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107代理人任晨晨(51)Int.Cl.C01G11/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)B01J27/04(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图11页(54)发明名称CdS纳米环及其制备方法和应用、CdS复合膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了CdS纳米环及其制备方法和应用、CdS复合膜及其制备方法和应用，本发明利用配位剂配位后，再结合硫脲在微波辐射下水解产生的S2‑，制备CdS纳米环，再利用羧甲基纤维素钠和海藻酸钠交联形成透明水凝胶生物膜作为基质，将CdS分散于基质中，负载制备CdS复合膜。与现有技术相比，本发明方法所用设备简单、操作简便，反应试剂均无毒、环保，无需使用表面活性剂，合成温度较低，反应时间较短，制备得到的CdS纳米环在可见光照射下对多种染料具有较好的降解效果；光催化剂负载所使用的基质绿色、环保，形成的水凝胶为无色透明，负载后的复合膜在可见光照射下对于多种染料具有良好的重复降解效果。CN113233495ACN113233495A权利要求书1/1页1.一种CdS纳米环的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：将镉盐溶液调为碱性后加入硫源，搅拌均匀；将所得混合溶液进行微波反应，得到CdS纳米环。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述调为碱性采用氨性溶液，所述氨性溶液为水合肼。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硫源为硫脲。4.根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述镉盐溶液浓度为8‑12mmol/L，所述硫源为镉盐物质的量的1.5‑6倍。5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述微波反应的功率为200‑800W，反应温度为70‑90℃，反应时间为5‑40min。6.一种权利要求1‑5任一项所述制备方法制备的CdS纳米环，其特征在于，所制备的CdS呈空心环状结构，环的直径为100‑200nm；环空腔为50‑100nm，所述CdS纳米环由直径为5‑8nm的纳米颗粒组装而成。7.一种权利要求6所述CdS纳米环的应用，其特征在于，用于光催化降解染料。8.一种CdS复合膜的制备方法，其特征在于，利用权利要求1‑5任一项所述制备方法制备的CdS纳米环制备得到，具体CdS复合膜的制备方法包括以下步骤：1)将CdS纳米环分散于水中；2)将水凝胶材料分散于CdS分散液中，搅拌均匀得到膜液；3)将膜液冷冻成膜，再将膜转移至CaCl2水溶液中浸泡，取出冲洗后，冷冻干燥，即得CdS复合膜。9.一种权利要求8所述制备方法制备的CdS复合膜。10.一种权利要求9所述CdS复合膜的应用，其特征在于，用于光催化降解染料。2CN113233495A说明书1/7页CdS纳米环及其制备方法和应用、CdS复合膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于纳米材料制备及负载技术相关领域，具体涉及CdS纳米环及其制备方法和应用、CdS复合膜及其制备方法和应用。背景技术[0002]CdS是一种II‑VI族直接带隙半导体材料，带隙为2.4eV，是一种优良的光催化材料。由于它能在可见光激发下产生·OH，降解有机染料，因而广泛应用于有机污水处理中。[0003]纳米材料的性能与其结构有密切的关系，不同形貌的CdS如量子点、纳米线、中空微球对有机染料的降解性能各不相同。纳米环是一种结构特殊的纳米材料，其所存在的环状空腔可以增加界面面积以及光催化反应的位点，有助于提高光催化反应的效率。然而，先前的CdS纳米环的合成通常采用的是溶剂热法或化学浴法。在溶剂热法中，需要添加1,12‑十二烷基二胺、1,8‑辛二醇二胺、1,6‑己二胺等昂贵的表面活性剂，反应需在150‑200℃下经历4‑48h；在化学浴法中，需要在60℃的水浴反应1h，且生成的形貌并不均匀。因此，寻求具有较高光催化降解能力的CdS纳米环的简单、经济的制备方式是有必要的。[0004]另外，由于所制备的CdS纳米环粉体易于团聚，并附着于被降解物分子上，难以分离，回收利用率低；并且CdS的化学性质不稳定，S2‑易被氧化而产生严重的光腐蚀，不仅会溶出有害的Cd2