[发明专利]康乃馨花状p‑n异质结硫化铜纳米材料的制备及其应用

摘要

本发明提供了一种康乃馨花状p‑n异质结硫化铜纳米材料的制备，属于纳米材料技术领域。本发明先以三聚氰胺为原料，通过水热处理和高温煅烧合成了碳掺杂的石墨烯碳氮C‑g‑C3N4（CCN），再通过与二水氯化铜、硫脲进一步水热反应合成了CCN‑CuS p‑n型异质结，p‑n型异质结构不仅减少了电荷转移电阻，而且使光诱导电荷有效的分离，能有效光提高催化剂的活性。实验表明，本发明制备的CCN‑CuS p‑n型异质结纳米材料表现出优秀的可见光催化活性和良好的循环稳定性，对罗丹明B的降解率可达92.6%，因此，可用于有机染料废水的降解处理。

主权项

一种康乃馨花状p‑n异质结硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）碳掺杂的g‑C3N4纳米材料的合成：将三聚氰胺粉充分分散于无水乙醇中，于160~200℃溶剂热反应20~24h ，制备含碳材料，离心，干燥，然后转入瓷坩埚，以20℃/min的速度升温至500 ~520℃，煅烧2~4h；冷却后收集样品，研磨，得到碳掺杂的g‑C3N4纳米材料；（2）康乃馨花状p‑n异质结硫化铜纳米材料的合成：先将硫脲充分溶解于无水乙醇中；再加入步骤（1）合成的碳掺杂的g‑C3N4纳米材料，超声10 ~30分钟；再加入二水氯化铜水溶液，磁力剧烈搅拌10 ~30min；然后升温至100 ~140℃，反应10 ~12h；产物用蒸馏水和无水乙醇洗涤，干燥，得到康乃馨花状p‑n异质结硫化铜纳米材料；二水氯化铜、硫脲、碳掺杂的g‑C3N4纳米材料的质量比为1:0.9: 0.0056。