[发明专利]一种异相结CdS纳米线的制备方法

说明书

本发明提供了一种异相结CdS纳米线的制备方法，异相结CdS纳米线包括六方相CdS结晶和立方相CdS结晶。制备方法包括配置乙二胺溶液；将氯化镉原料和升华硫分别加入乙二胺溶液中形成第一反应液和第二反应液；将第一反应液滴入第二反应液中，搅拌形成第三反应液；向第三反应液中加入Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;溶液，搅拌形成CdS前驱体溶液；CdS前驱体溶液置于反应釜中进行热反应，冷却至室温获得异相结CdS纳米线粗品；分离、水洗、醇洗、干燥后获得异相结CdS纳米线成品。本发明制备的异相结CdS纳米线能够实现载流子在界面处的定向分离，能大幅提高光催化降解效率和压电光催化降解效率，且制备方法操作简单高效，成本低廉，适于大批量生产。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及CdS纳米线的制备技术，具体涉及为一种异相结CdS纳米线的制备方法。

背景技术

随着全球经济的飞速增长，人类对能源的需求急剧增加，且随着不可再生能源持续减少和愈发严重的环境污染问题，对人类社会的发展与生命安全健康造成巨大影响。例如半导体光催化技术能够有效利用太阳光、不需要额外消耗能量、不产生二次污染问题，在处理环境污染与能源危机问题、以及有机合成等方面被广泛报道。

在半导体光催化技术中，CdS材料由于带隙窄、光响应能力强、成分可调易制备、成本低廉、兼具压电效应，相对于常见的宽带隙半导体ZnO、TiO₂等具有明显的优势。但是单相CdS因光生载流子易复合导致光催化效率偏低，限制了CdS光催化材料的进一步应用。

为解决上述问题，有研究者通过在CdS纳米材料表面负载其他半导体或贵金属构建异质结，利用在光催化过程中异质结的内建电场作用实现载流子在界面处有效分离。但是一方面，多元异质结的制备路线复杂、成本高昂，在沉积过程中往往会对主体材料的性质产生不利影响；另一方面，多元异质结的界面处存在缺陷，过多的缺陷易成为载流子复合中心，不利于载流子有效分离。

因此，有需要对现有的CdS光催化材料进行重新设计，使其能够实现载流子快速分离、低成本、制备方法简单、光催化降解效率高的目的。

发明内容

本发明为了解决现有的单相CdS光催化材料因载流子过快复合导致的性能不足，以及构建多元异质结制备路线复杂、成本高、界面处缺陷多影响载流子分离的问题，设计了一种异相结CdS纳米线的制备方法，通过本发明制备方法制备的异相结CdS纳米线，能够解决在CdS纳米材料表面构建多元异质结的制备路线复杂、成本高昂以及界面接触差的问题；同时，制备的CdS纳米线是由六方相与立方相形成的异相结CdS晶体，其能够大大提升光催化以及压电光催化降解效率。

实现发明目的的技术方案如下：

一种异相结CdS纳米线的制备方法，异相结CdS纳米线包括六方相CdS结晶和立方相CdS结晶。

制备方法包括以下步骤：

S1、取乙二胺、去离子水配置乙二胺溶液；

S2、将氯化镉原料加入乙二胺溶液中配置形成淡白色悬浊液的第一反应液；将升华硫加入乙二胺溶液中配置形成墨绿色悬浊液的第二反应液；

S3、将第一反应液缓慢匀速滴入第二反应液中，搅拌形成第三反应液；

S4、第三反应液中加入H₂O₂溶液，搅拌形成CdS前驱体溶液；

S5、CdS前驱体溶液置于反应釜中进行热反应，冷却至室温获得沉淀物，即为异相结CdS纳米线粗品；

S6、分离异相结CdS纳米线粗品，并进行水洗、醇洗、干燥后获得异相结CdS纳米线成品。