本發(fā)明屬于光催化材料，具體涉及一種ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，有毒有機(jī)污染物引起的環(huán)境問題成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。世界各國都在尋求解決水污染的有效方法。多年來，人類發(fā)展了多種物理化學(xué)和生物化學(xué)手段對(duì)污水進(jìn)行處理，并得到了一定成效。然而，采用的生物-物理治理方法只能達(dá)到基本排放要求。雖然在色度上略有下降，但對(duì)有機(jī)物質(zhì)只是分解成較小物質(zhì)，對(duì)這些分解產(chǎn)物性質(zhì)很難控制也很難掌握，無法保證對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生危害。近年來，新興的半導(dǎo)體光催化技術(shù)由于其制作成本低、設(shè)備簡單、反應(yīng)條件較溫和、易于操作控制和二次污染小等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體光催化技術(shù)被認(rèn)為能有效解決能源和環(huán)境等問題，世界各國都對(duì)半導(dǎo)體光催化進(jìn)行了廣泛的研究。

2、常見的半導(dǎo)體催化劑有tio2、zno、zns等，這些催化劑因其具有價(jià)廉、無毒、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，但由于其帶隙較寬不能充分利用可見部分，并且量子效率低，限制其實(shí)際應(yīng)用。所以人們現(xiàn)在主要集中新型可見光催化劑的研究。近年來，過渡金屬硫化合物因其具有特殊的光電性能及化學(xué)特性引起研究者廣泛的興趣。在眾多的過渡金屬硫化合物中，ag2s一直是受到人們廣泛關(guān)注的物質(zhì)之一。ag2s是一種典型的窄帶隙半導(dǎo)體，室溫下帶隙約?1.0?e?v，是一種n型半導(dǎo)體光催化劑，光吸收系數(shù)較大，光電性能良好，被廣泛應(yīng)用到光電器件和電子器件中。但是單個(gè)光催化劑自身不能同時(shí)具有更窄的間隙寬度和更負(fù)的導(dǎo)帶和更正的價(jià)帶，同時(shí)，由于光生電子空穴對(duì)的復(fù)合，單一光催化劑的光催化性能相對(duì)較低，因此光催化劑界面形成異質(zhì)結(jié)是提高光催化活性的有效路徑。ag?作為一種貴金屬納米材料，在催化、光學(xué)、生物診斷及治療等方面有重要的作用。因此，將?ag2s和ag這兩種物質(zhì)結(jié)合可獲得一種新型的復(fù)合材料。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)不僅同時(shí)具有這兩種納米材料性能，并且可能在協(xié)同作用下使得其性能更加優(yōu)良。

3、目前，大部分光催化劑是薄膜或狀者納米顆粒狀。薄膜狀催化劑在使用過程中存在接觸有機(jī)污染物面積相對(duì)較小，催化劑容易失活等問題；而納米顆粒狀催化劑則存在使用過程中顆粒小不易回收等問題。二維的納米片狀催化劑能有效的解決這些問題。此外，ag2s/ag復(fù)合納米片報(bào)導(dǎo)很少，將其應(yīng)用在光催化處理有機(jī)污染物的少之又少。且在合成含銀復(fù)合材料過程中往往需要添加一些表活性劑。因此一種使用化學(xué)試劑少、制備工藝簡單、反應(yīng)溫度低、不加任何表面活性劑，不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，合成條件溫和的合成方法是目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法。該方法所用的化學(xué)試劑少、制備工藝簡單、反應(yīng)溫度低、不加任何表面活性劑，不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，合成條件溫和；ag2s/ag復(fù)合納米片的合成不會(huì)引入雜質(zhì)、純度高，光催化活性較高。

2、本發(fā)明提供了一種ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，具體步驟如下：

3、1）將摩爾比（1~3）:（3~1）的硝酸鋅和硫脲溶解到60ml乙二胺中，將所述溶液轉(zhuǎn)移至100ml反應(yīng)釜中；

4、2）將反應(yīng)釜在140~220℃下保溫8~24h，冷卻后將沉淀物分別用去離子水和無水乙醇洗滌；

5、3）將步驟2）所得沉淀物溶于60ml濃度為0.1~1mol/l的硝酸銀溶液中，將所述溶液轉(zhuǎn)移至100ml反應(yīng)釜中；

6、4）將反應(yīng)釜在100~180℃下保溫8~24h，冷卻后將沉淀物分別用去離子水和無水乙醇洗滌，得到ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑。

7、其中，ag2s/ag為片狀結(jié)構(gòu)，其形狀不規(guī)則，長寬均為0.3~10μm，平均厚度為250nm；片狀結(jié)構(gòu)是由顆粒組成的，這些顆粒的平均直徑為250nm，平均長度為0.5μm。

8、本發(fā)明方法的優(yōu)選條件如下：

9、步驟1）中所述硝酸鋅和硫脲的摩爾比（1:3）~（2:1）；

10、步驟2）中反應(yīng)釜在160~200℃反應(yīng)10~18h；

11、步驟3）中所述硝酸銀的濃度為0.3~0.8mol/l；

12、步驟4）中反應(yīng)釜在120~160℃反應(yīng)10~20h。

13、本發(fā)明的有益效果：

14、1、本發(fā)明采用二步溶劑熱法，以硝酸鋅、硫脲、乙二胺制備ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑。本發(fā)明的制備過程簡單、操作方便，生產(chǎn)成本較低，原料廉價(jià)易得，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

15、2、本發(fā)明所使用原料少，過程簡單，減少了反應(yīng)過程中的不利影響因素，所以生成物不會(huì)引入雜質(zhì)、純度高。

16、3、本發(fā)明所得ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑在太陽光照射下具有較高的活性，在光催化降解有機(jī)染料時(shí)具有使用方便、利于回收、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，40min羅丹明-b降解率可達(dá)到99.2%以上。

技術(shù)特征：

1.一種ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，其特征在于，其具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述硝酸鋅和硫脲的摩爾比（1:3）~（2:1）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2）中反應(yīng)釜在160~200℃反應(yīng)10~18h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3）中所述硝酸銀的濃度為0.3~0.8mol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟4）中反應(yīng)釜在120~160℃反應(yīng)10~20h。

6.一種如權(quán)利要求1~5任意一項(xiàng)所述方法制備得到的ag2s/ag復(fù)合納米片光催化劑，其特征在于，ag2s/ag為片狀結(jié)構(gòu)，其形狀不規(guī)則，長寬均為0.3~10μm，平均厚度為250nm；所述片狀結(jié)構(gòu)是由顆粒組成的，這些顆粒的平均直徑為250nm，平均長度為0.5μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種Ag<subgt;2</subgt;S/Ag復(fù)合納米片光催化劑的制備方法，本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法是通過二次溶劑熱法合成，首先將硝酸鋅和硫脲溶于乙二胺的混合溶液中進(jìn)行第一次溶劑熱反應(yīng)，生成ZnS(en)<subgt;0.5</subgt;納米片模板，再將反應(yīng)物洗滌后加入硝酸銀溶液中進(jìn)行第二次溶劑熱反應(yīng)，脫去ZnS(en)<subgt;0.5</subgt;中的0.5個(gè)乙二胺生成ZnS，同時(shí)利用Ag<subgt;2</subgt;S溶度積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ZnS溶度積，將ZnS全部轉(zhuǎn)換成Ag<subgt;2</subgt;S，同時(shí)保留了模板的形貌及尺寸。另外，還有一部分Ag<supgt;+</supgt;在反應(yīng)釜的高壓過程中還原成金屬Ag分布在Ag<subgt;2</subgt;S納米片中，最終形成了Ag<subgt;2</subgt;S/Ag復(fù)合納米片結(jié)構(gòu)。本方法具有原料廉價(jià)、合成方法簡單，操作方便等特點(diǎn)，且在太陽光下具有較好的光催化活性，對(duì)水中有機(jī)污染物降解速度快，效率高，可多次循化利用。

技術(shù)研發(fā)人員：李秀艷,崔筆江,楊蘭,劉同淵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東輕工職業(yè)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9