[发明专利]一种铀还原分离的Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料的制备及应用

说明书

本发明公开了一种铀还原分离的Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料的制备及应用，包括：将CdClsubgt;2/subgt;·2.5Hsubgt;2/subgt;O和AgNOsubgt;3/subgt;的混合粉末与辛胺和油胺的第一混合溶剂混合，加热反应，冷却到室温，得到反应溶液；在室温下，将Se粉与辛胺和油胺的第二混合溶剂混合，得到Se前驱体溶液；将Se前驱体溶液加入反应溶液中，加热反应，冷却，得到的沉淀物用三氯甲烷溶液清洗多次，将沉淀物与十六烷基三甲基溴化铵溶液混合均匀后超声，乙醇洗涤，干燥，得到铀还原分离的Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料。本发明的Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料在提高光吸收能力的同时又满足U(VI)的光催化还原，更有利于光生载流子的的产生和使用。

技术领域

本发明涉及属于有无机纳米材料及其制备技术领域，具体涉及一种铀还原分离的Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料的制备及应用。

背景技术

与造成严重环境污染和气候变化的传统化石燃料相比，核能是一种相对清洁的能源，在过去的几十年里发展迅速。然而，陆地上已探明的铀矿储量有限。由于核电的广泛使用、大规模铀矿开采、核事故以及核废料处置不当，大量放射性铀主要以六价铀(U(VI))的形式渗透到环境中。因此，在环境监测和保护的同时也需要提取U(VI)。然而，由于铀的低浓度和大量共存离子的干扰情况，从含铀废液中提取铀存在许多技术难题。目前，光催化还原铀法是一个新兴的绿色环保的方法，但是半导体的光催化性能会受到光吸收波长、材料自身稳定性等因素的影响。所以寻找适合的能带结构和高萃取量的光催化剂对于含铀废水中U(VI)的提取仍然是一个挑战。

本发明以窄带隙的CdSe纳米片为研究对象，原始的CdSe纳米片是闪锌矿和纤锌矿两种晶体结构的组合，通过掺杂少量的Ag，调整了CdSe纳米片的晶体结构，使CdSe纳米片以闪锌矿晶体结构为主。晶体结构的改变缩小了CdSe纳米片的带隙宽度，同时又满足了U(VI)的光催化还原，使得3％Ag-CdSe纳米片的光吸收波长范围变大，更有利于光生载流子的的产生和利用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种铀还原分离的Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将CdCl₂·2.5H₂O和AgNO₃的混合粉末与辛胺和油胺的第一混合溶剂混合均匀，加热到115～125℃后反应1～3小时，自然冷却到室温，得到反应溶液；

步骤二、在室温下，将Se粉与辛胺和油胺的第二混合溶剂混合均匀，得到Se前驱体溶液；

步骤三、将步骤二的Se前驱体溶液加入步骤一的反应溶液中，然后加热至90～100℃，反应14～18小时，冷却至室温，得到的沉淀物用三氯甲烷溶液清洗多次，然后将沉淀物与十六烷基三甲基溴化铵溶液混合均匀后超声45～90min，然后用乙醇洗涤沉淀物多次，真空干燥，得到Ag掺杂CdSe纳米片光催化材料。

优选的是，所述步骤一中，CdCl₂·2.5H₂O和AgNO₃的摩尔比为1.4～1.5:0.01～0.035；所述辛胺和油胺的体积比为1:1；所述混合粉末与第一混合溶剂的摩尔体积比为1.5mmol:10mL。

优选的是，所述步骤二中，Se粉与第二混合溶剂的摩尔体积比为4.5mmol：5mL；所述辛胺和油胺的体积比为1:1；所述Se粉与步骤二中的混合粉末的摩尔比为2.5～3.5:1。

优选的是，所述步骤三中，十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为0.05～0.15mol/L；所述步骤一中的混合粉末与十六烷基三甲基溴化铵溶液的摩尔体积比为1.5mmol:25～45mL。