[发明专利]一种ZnS/rGO/CuS纳米光催化剂及其制备方法

摘要

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体为一种ZnS/rGO/CuS纳米光催化剂及其制备方法。ZnS/CuS作为应用比较广泛的光催化剂，其形貌可进一步进行调控以增加活性位点的暴露数量，进而提高光催化剂的光催化活性。沸石咪唑骨架材料ZIF‑8具有高比表面积和丰富的孔结构，为光催化剂的构筑提供了有利条件。该材料的制备方法是，首先制备负载氧化石墨烯（GO）的ZIF‑8，并以之为模板制备负载GO的ZnS多孔纳米材料ZnS/rGO，最后在该多孔ZnS/rGO体系中引入纳米CuS，制得目标产物，即ZnS/rGO/CuS纳米光催化剂。本发明的优点是，以ZIF为模板制备的ZnS具有超大比表面积，为CuS提供了更多的负载位点，从而增大了活跃位点暴露数目，而氧化石墨烯的引入可以显著提高载流子的传导能力，从而显著提高了光催化剂的光催化活性。

主权项

1.一种ZnS/rGO/CuS纳米光催化剂及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)按比例称取原料锌盐、2‑甲基咪唑、氧化石墨烯（GO），将其置于甲醇溶液中进行超声分散，配制成0.01‑1 mol/L的GO‑ZIF‑8溶液，然后进行恒温搅拌，以形成均匀的GO‑ZIF‑8溶液，将上述溶液进行离心分离，得到GO‑ZIF‑8纳米颗粒，在GO‑ZIF‑8纳米颗粒中加入一定质量的硫源，将其置于一定溶剂中进行超声分散，配制成0.01‑1 mol/L的GO‑ZIF‑8和硫源的混合溶液，然后进行恒温搅拌，以形成均匀的混合溶液，将上述溶液装入水热反应釜中，在指定的温度和时间下发生硫化反应；反应完成，自然冷却后，进行离心分离，烘干后得到ZnS/rGO纳米颗粒；2)按比例称取ZnS/rGO纳米颗粒、铜盐，将其置于乙醇和去离子水溶液中进行超声分散，配制成0.01‑1 mol/L的ZnS/rGO和铜盐的混合溶液，然后进行恒温搅拌，以形成均匀的ZnS/rGO和铜盐的混合溶液，将上述溶液装入水热反应釜中，在指定的温度和时间下发生阳离子置换反应；反应完成，自然冷却后，进行离心分离，烘干后得到ZnS/rGO/CuS纳米光催化剂。