[发明专利]一种氮掺杂纳米ZnS/石墨烯光催化材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种氮掺杂纳米ZnS/石墨烯光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将0.1-1g氧化石墨烯分散于10-100ml去离子水和乙醇的混合溶液中，超声分散10-60min，得到分散均匀的氧化石墨烯分散液；

（2）将适量可溶性锌盐溶于去离子水中，搅拌溶解得到0.1-0.5mol/L锌盐溶液；

（3）取适量2-甲基咪唑溶于去离子水中，搅拌溶解，得到0.5-2mol/L 2-甲基咪唑溶液；

（4）将上述步骤（1）、（2）、（3）所得溶液混合，所得混合液中锌盐与2-甲基咪唑的摩尔比为1:2-4，超声分散10-60min后，于30-60℃下磁力搅拌反应4-8h，将所得产物离心、去离子水和乙醇洗涤数次、干燥，得到ZIF-8@氧化石墨烯复合物；

（5）将上述制备的ZIF-8@氧化石墨烯复合物放入双温区管式炉的高温区，将装有0.5-3g硫粉的瓷舟亦放入上述双温区管式炉的低温区，其中，硫粉位于ZIF-8@氧化石墨烯复合物的上游位置，通N₂同时作为载气和保护气，控制高温区的温度400-600℃，低温区的温度100-200℃，进行金属Zn的硫化和配体的炭化分解，反应1-3h，反应结束后，自然冷却至室温，即得到所述的氮掺杂纳米ZnS/石墨烯光催化材料；所得光催化材料中ZnS和石墨烯的质量比1:2-2:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的可溶性锌盐为硝酸锌、乙酸锌、氯化锌或其组合。

3.根据权利要求1-2任一所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）的反应温度为35-45℃，反应时间为5-6h。

4.根据权利要求1-2任一所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）的高温区控制温度为500-550℃。

5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法制备得到的氮掺杂纳米ZnS/石墨烯光催化材料在可见光下降解有机污染物的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的有机污染物为罗丹明B、亚甲基蓝。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，具体的应用方法为：将10mg-100mg光催化材料分散在装有50-500mL 0.01-0.1mM 有机污染物水溶液中，在黑暗中搅拌0.5-2h，使体系达到吸附平衡；以300W的氙灯通过紫外过滤光片得到≧ 420nm 可见光光源，对上述体系照射，进行1h光催化反应。