[发明专利]一种CuSbS2

说明书

本发明公开了一种CuSbS₂纳米颗粒及制备方法、应用，所述颗粒为具有规则四方棒状结构的团聚物；制备方法为将铜盐、锑盐及含硫化合物溶解到溶剂中，完全溶解制得前驱体溶液；采用微波法制备CuSbS₂纳米颗粒；得到的CuSbS₂纳米颗粒中加入Na₂S溶液去除杂相。本发明通过调控制备工艺及参数实现调控晶体形貌的目的，进而制备出了理想的晶体表面形貌，提高CuSbS₂纳米颗粒的光催化性能，可以使得CuSbS₂纳米颗粒在500W的氙灯下光照7h降解罗丹明B的降解率由19％提高到了96％。

技术领域

本发明涉及一种太阳能、光催化材料及制备方法、应用，具体涉及一种 CuSbS₂纳米颗粒及其制备方法、应用。

背景技术

随着现代科技的进步，传统的化石能源的对环境造成的严重污染和其日益匮乏的问题，这使人类的生存和发展面临巨大的挑战。因而世界各国都在寻求一种可替代的再生能源迫使人们寻找一种可再生无污染的能源。太阳能作为分布广泛、储能多、环境友好的能源，而被认为理想的替代能源。因此，太阳能电池被广泛关注和使用。目前市场上使用的基本上都是硅类太阳能电池，但晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗。要经过多道化学和物理工序的处理才能制备出纯度很高的晶体硅，不仅要消耗大量能源，还会造成一定的环境污染。

化合物薄膜太阳能电池的制备工艺能耗低，消耗能量低等优点都备受人们关注目前，太阳电池材料Cu(Ga，In)(S，Se)₂(CIGS)薄膜太阳电池受到广泛关注，其最高转化效率已经达到22.3％。但是，由于其中掺杂的In和Ga为稀缺元素，价格高昂，且Se是有毒的，易造成污染等问题，极大限制了其应用。CuSbS₂作为 CIGS的同类材料，且其直接带隙在1.51-1.57eV，间接带隙在1.44-1.51eV，这与理想情况下太阳能吸收层的带隙1.5eV，且吸收系数α＞1×10⁴cm^-1，很适合作为太阳光的吸收材料。太阳电池理论效率可高达32％，其中Cu、Sb、S元素在地壳中含量丰富。CuSbS₂纳米颗粒具有稳定的光学性质，是良好的p型半导体。并且具有较高的光转化效率，化学性质稳定，成本低廉，安全无毒等优点，成为了近年来研究光电材料的新贵。同时，近年来，CuSbS₂类材料由于其良好的光电性能，又广泛的应用于光催化材料和光催化析氢材料。因此CuSbS₂是一种非常理想的光电材料。

但是现有技术的微波法制备CuSbS₂纳米颗粒可以大大降低制备成本，大规模工业化生产，解决能源缺失、环境污染等问题。CN108467063A专利文献公开了一种微波合成CuSbS₂纳米颗粒的方法，但常用的制备方法制备的CuSbS₂纳米颗粒均存在Sb₂S₃等杂相，且形貌不可调控，导致了CuSbS₂纳米颗粒光催化性能较差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种光催化性能好的CuSbS₂纳米颗粒；另一个目的是解决现有技术中制备CuSbS₂纳米颗粒中存在Sb₂S₃杂相的技术问题。

技术方案：本发明提供了一种CuSbS₂纳米颗粒，所述颗粒为具有规则四方棒状结构的团聚物。

本发明还提供了一种CuSbS₂纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤，

步骤(1)，前驱体溶液制备：将铜盐、锑盐及含硫化合物溶解到溶剂中，完全溶解制得前驱体溶液；

步骤(2)，CuSbS₂纳米颗粒的制备：采用微波法制备CuSbS₂纳米颗粒；