[发明专利]硫化镉负载六角相镱和铒掺杂的四氟钇钠复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了硫化镉负载六角相镱和铒掺杂的四氟钇钠复合光催化剂的制备方法，属于纳米材料合成技术领域，1)将Y(NO₃)₃·6H₂O,Yb(NO₃)₃·6H₂O和Er(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中搅拌得到溶液A；2)将柠檬酸钠溶于去离子水中得到溶液B，把溶液B加入A中搅拌最终得到溶液C；3)将NaF溶于去离子水中得到溶液D，把溶液D加入C中继续搅拌后加入反应釜中水热，得到六角相的NaYF₄:Yb,Er；4)将NaYF₄:Yb,Er溶于乙醇溶液中加入PVP超声后加入事先制备好的CdS纳米粒子，搅拌后加入反应釜中下水热得到最终的NaYF₄：Yb,Er/CdS复合光催化剂。本发明步骤简单，利用水热法制备的NaYF₄:Yb,Er/CdS复合材料工艺非常简单，价廉易得，成本低廉，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，无毒无害，符合环境友好要求，具备很好的实用性。

技术领域

本发明属于纳米材料合成技术领域，具体涉及硫化镉负载六角相镱和铒掺杂的四氟钇钠复合光催化剂的制备方法。

背景技术

20世纪以来，人类在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时，也饱尝了因为盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果。半导体光催化表现出了强氧化性、污染物矿化完全、可直接利用太阳光等优点，近年来取得了较大进展。光催化研究的目标之一就是利用太阳光实现高效的光催化，因此提高光催化剂对太阳光的有效吸收和利用，是提高其光催化的效率的有效途径之一。然而我们发现太阳能谱当中紫外光成分(300-400nm)只有5％左右，可见光成分大约为48％，而44％的近红外光的能量光催化剂因不能吸收而白白浪费。因此合成具有近红外响应的复合光催化剂尤为重要。

众多研究均表明，NaYF₄基质物质稳定性好、声子能量低、稀土离子掺杂浓度较高、透光范围很宽等优点，其上转换发光效率明显高于其他材料。Di等以聚乙烯吡咯烷酮为偶联剂，钛酸四丁酯为前驱液，通过两步湿化学法成功制备了壳核结构的TiO₂@NaYF₄：Yb，Tm纳米粒子，又通过改变反应前驱体溶液中上转换材料和TBOT的相对浓度，实现了对复合材料壳层厚度的控制(NIR-Responsive Photocatalytic Activity and Mechanism of NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂Core-Shell Nanoparticles)。Wei Wang等人将β-NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺上转换发光材料和N掺杂的P25同时紧密地负载在石墨烯表面，成功合成了一种新型纳米光催化剂(Graphene supported NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺and N doped P25nanocomposite as anadvancedNIR and sunlight driven upconversionphotocatalyst)，但是这些合成方法当中存在着操作繁琐，上转换纳米粒子的形貌难以控制。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供硫化镉负载六角相镱和铒掺杂的四氟钇钠复合光催化剂的制备方法，通过水热法合成六角相的NaYF₄:Yb,Er经过PVP表面活性剂进行处理使CdS均匀的原位生长在NaYF₄:Yb,Er表面，最终得到NaYF₄:Yb,Er/CdS复合光催化剂，方法简单，具备很好的实用性。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

硫化镉负载六角相镱和铒掺杂的四氟钇钠复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：