[发明专利]一种硫化锌-氧化锌异质结纳米材料及其固相制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化锌-氧化锌异质结纳米材料及其固相制备方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

半导体光催化氧化技术由于具有绿色、节能、高效和污染物降解彻底等优点，已成为污染物处理领域极具发展前景的技术。光催化氧化反应是光反应和催化反应的有机结合，是在光和催化剂共同作用下的光化学反应，而高效的光催化剂是该技术的关键所在。特别是近年来，随着全球性环境和能源问题的日益突出以及纳米制备技术的飞速发展，以纳米金属硫化物光催化剂为重点的光催化氧化技术逐渐成为环境科学、材料科学以及催化科学等领域的研究热点之一。然而，光催化过程中光生电子和空穴的快速复合导致光催化活性显著下降。为此，人们采用多种方法来阻止电子和空穴的复合，其中，将硫化锌与氧化物复合备受关注。这是由于将两种或两种以上的半导体材料复合在一起，能够发挥1+1>2的效果，从而实现半导体光催化技术的实际应用。氧化锌由于具有优良的电子传输特性和独特的能带结构，为此将硫化锌与氧化锌复合可有效的阻止光生电子和空穴的复合，从而提高其光催化活性。

目前，制备硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的方法较多，如水热法、气相沉积法等，然而这些方法涉及到实验条件苛刻、能耗高等不足，因而需要开发一种简单、高产、环境友好的合成方法。低热固相化学法具有操作简单、成本低、产量高和环境友好等优点，已经成为合成纳米材料的一种有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固相制备硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的方法，是以醋酸锌为锌源采用低热固相化学反应来制备硫化锌-氧化锌异质结纳米材料。该方法所制备材料可有效阻止光生电子和空穴的复合，从而提高其光催化活性，并实现了硫化锌与氧化锌的复合。

本发明公开了一种固相制备硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的方法。本发明的方法是将醋酸锌、硫代乙酰胺和氢氧化钠一起研磨发生反应进而实现硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的低热固相化学制备。

本发明以醋酸锌为锌源固相制备硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的方法操作简单、不使用溶剂、高产率、成本低，为硫化物-氧化物异质结纳米材料的制备提供了一种新的思路。

附图说明    

图1是固相制备硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的透射电镜图。

具体实施方式    

硫化锌-氧化锌异质结纳米材料的固相制备，按以下步骤进行：

具体实施方式1：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.009摩尔硫代乙酰胺，研磨60分钟后加入0.002摩尔氢氧化钠，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得硫化锌-氧化锌异质结纳米材料。

具体实施方式2：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.007摩尔硫代乙酰胺，研磨60分钟后加入0.006摩尔氢氧化钠，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得硫化锌-氧化锌异质结纳米材料。

具体实施方式3：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.005摩尔硫代乙酰胺，研磨60分钟后加入0.01摩尔氢氧化钠，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得硫化锌-氧化锌异质结纳米材料。

具体实施方式4：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.003摩尔硫代乙酰胺，研磨60分钟后加入0.014摩尔氢氧化钠，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得硫化锌-氧化锌异质结纳米材料。

具体实施方式5：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.001摩尔硫代乙酰胺，研磨60分钟后加入0.018摩尔氢氧化钠，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得硫化锌-氧化锌异质结纳米材料。