[发明专利]一种CdS半导体纳米微粒的复合组装方法

说明书

本发明公开了一种CdS半导体纳米微粒的复合组装方法，通过高温热解法和水热法相结合的方式，并调节反应前驱体液中Bi与Cd的摩尔比来控制CdS/BiOCl异质结光催化材料中各组分的比例，从而成功制备了具有高光催化活性的p‑n型CdS/BiOCl异质结光催化材料；通过本发明提供的新型复合金属硫化物的制备方法，得到的样品形貌规整，尺寸均一，分散性好，通过能带隙宽的p型BiOCl半导体与窄禁带的n型半导体CdS协同作用，制得的CdS/BiOCl异质结光催化材料具有更好的光催化活性，能够有效的吸收紫外光及可见光，对有机污染物物罗丹明B有显著的降解作用，在10min内对罗丹明B的降解效率达99%以上。

技术领域

本发明涉及半导体纳米复合材料技术领域，尤其涉及一种CdS半导体纳米微粒的复合组装方法。

背景技术

光催化技术由于其在太阳能转化为氢能和光催化降解有机化合物等方面的应用越来越受到人们的关注。以TiO₂为代表的传统氧化物光催化剂因其带隙宽(3.2eV)过窄，只能响应紫外线和近紫外线，对太阳能的利用率低(约为5％)，极大地制约了其市场化发展，因此当下更多的研究目光转向了过渡金属硫化物。

金属硫化物对于可见光的吸收表现较为理想，但单一金属硫化物在光照射下不稳定，易发生光腐蚀以及光生电子空穴复合等现象，使其光催化活性迅速下降。为了解决上述技术问题，人们采用多种手段对金属硫化物进行改性，如：金属离子掺杂、金属修饰和半导体复合等。

目前金属硫化物的制备方法主要有固相分解法、水热法、微乳液法、溶剂热合成法、溶胶-凝胶法和模板法等。这些方法或多或少都存在着些许的缺陷，如水热法所要求的各项反应条件对的设备要求较高；溶胶-凝胶法所采用的原料较为昂贵且反应所需时间较长；模板法等相应制备过程较为繁琐；诸多问题导致了光催化剂不能够大规模生产、应用到实际生活中去。

因此，亟需提供一种新型的、简便的、有效的复合金属硫化物制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种CdS半导体纳米微粒的复合组装方法，通过高温热解法和水热法相结合的方式，并调节反应前驱体液中Bi与Cd的摩尔比来控制CdS/BiOCl异质结光催化材料中各组分的比例，从而成功制备了形貌规整，尺寸均一，分散性好的具有高光催化活性的p-n型CdS/BiOCl异质结光催化复合材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种CdS半导体纳米微粒的复合组装方法，包括如下步骤：

S1、将0.5～2g巯基苯并噻唑合镉溶于50～100mL高沸点有机溶剂中，加热溶解形成均一溶液，持续加热至使巯基苯并噻唑合镉热分解，冷却、离心、洗涤、干燥后得到CdS固体产物；

S2、搅拌条件下，将等摩尔浓度的NaCl水溶液与Bi(NO₃)₃·5H₂O的乙醇溶液等体积混合均匀，再向混合溶液中加入步骤S1制得的CdS粉末，调节溶液pH至9～11，并于水热下反应，待反应完成后经离心、洗涤、干燥得到CdS/BiOCl复合纳米材料。