[发明专利]一种CaIn2

说明书

本发明公开了一种CaIn₂S₄纳米空心球及其制备方法和应用，通过将二乙基二硫代氨基甲酸钠与钙盐和铟盐混合，制备出二乙基二硫代氨基甲酸钙铟，将二乙基二硫代氨基甲酸钙铟作为前驱体分散于特定表面活性剂中，加热实现前驱体热分解，最后对反应液进行离心、洗涤、干燥，得到形貌尺寸均匀、分散性好的CaIn₂S₄纳米空心球，填补了CaIn₂S₄纳米空心球制备的技术空白。

技术领域

本发明涉及纳米半导体材料技术领域，尤其涉及一种CaIn₂S₄纳米空心球及其制备方法和应用。

背景技术

多元金属硫化物因其合适的禁带宽度而在可见光光催化领域得到广泛的应用，特别是ZnIn₂S₄和CaIn₂S₄。当其结构为纳米空心球状时，会具有比表面积大、密度低等优点。这使得其能够作为光催化材料应用于光解水产氢、光催化降解有机污染物和光催化还原CO₂等领域。迄今，制备多元金属硫化物纳米空心球的方法主要集中在软/硬模板法。这些方法一般需要引入模板，并且在反应后需要采用特殊手段去除模板，因而存在操作繁琐、产率低等缺点。

CaIn₂S₄作为一种三元金属硫化物材料，其禁带宽度为～2eV，这使得其能够在400-800nm可见光区域响应，因而在光解水产氢、光催化降解有机污染物等催化领域有着潜在的应用。目前制备CaIn₂S₄的方法多为水热法或溶剂热法，得到的CaIn₂S₄产品的形貌多为花状或团簇状。迄今，现有技术中还没有CaIn₂S₄纳米空心球的制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种CaIn₂S₄纳米空心球及其制备方法和应用，填补了CaIn₂S₄纳米空心球制备的技术空白，且制备出的CaIn₂S₄纳米空心球形貌、尺寸均匀，分散性良好，能够直接作为光催化材料应用于催化领域。

本发明采用的技术方案为：

一种CaIn₂S₄纳米空心球的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，利用钙盐、铟盐和二乙基二硫代氨基甲酸钠制备二乙基二硫代氨基甲酸钙铟前驱体；

步骤S2，将二乙基二硫代氨基甲酸钙铟前驱体分散于特定表面活性剂中，并在惰性气体氛围下发生热分解反应，得到含有CaIn₂S₄的反应液；

步骤S3，对含有CaIn₂S₄的反应液进行离心洗涤、干燥，得到CaIn₂S₄纳米空心球。

优选地，所述步骤S1中利用钙盐、铟盐和二乙基二硫代氨基甲酸钠制备二乙基二硫代氨基甲酸钙铟前驱体的具体步骤为：

将钙盐和铟盐分别与二乙基二硫代氨基甲酸钠以1:10～10:1的摩尔比溶解在特定溶剂中，常温下搅拌均匀后静置设定时间，再经过特定溶剂冲洗、过滤、烘干或烘烤工序，得到二乙基二硫代氨基甲酸钙铟前驱体；

优选地，所述钙盐和二乙基二硫代氨基甲酸钠的摩尔比、铟盐和二乙基二硫代氨基甲酸钠的摩尔比均为1:6～6:1。

优选地，其特征在于，所述钙盐为碳酸钙、醋酸钙、氯化钙中的任一种，所述铟盐为硫酸铟、硝酸铟、氯化铟中的任一种。