[发明专利]一种高能球磨法制备TiO2/CdS纳米复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种高能球磨法制备TiO₂/CdS纳米复合材料的方法，包括如下步骤：(1)将TiO₂粉末与CdS粉末烘干后，按质量比为15～35：85～65混合均匀，得到混合粉末，将混合粉末、无水乙醇和氧化锆球磨珠在转速为400～800r/min下球磨2～8h，收集球磨产物，并将产物烘干，得到一次球磨粉体；(2)将一次球磨粉体、无水乙醇和氧化锆球磨珠在转速为200～600r/min下球磨2～6h，收集球磨产物，并将产物烘干，得到二次球磨粉体；(3)将二次球磨粉体在400～600℃煅烧2～4h，得到目标产物。本发明提供的制备方法，操作简单，产率高，原料价廉易得，对设备的要求较低，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种高能球磨法制备TiO₂/CdS纳米复合材料的方法。

背景技术

随着世界人口不断增长和经济的快速发展，以及煤、石油、天然气等天然化石能源的加速消耗，发展新的替代能源将是人类急需解决的问题。太阳光被人类视为最理想的能量来源之一。光催化过程则可实现将太阳能转化为化学能、电能储存起来，或者直接用于处理环境中的毒性污染物，因此其优越性显而易见。其中半导体光催化具有速度快、无选择性、降解完全等生物降解中所无法比拟的优点，又在能耗低、无毒、使用周期长等方面明显优于传统的化学氧化方法，因而倍受人们的关注，成为国内外研究新的热点。用太阳光作为一种新的替代能，从而也缓解了能源危机。

在众多半导体光催化剂中，TiO₂因其具有氧化能力强、催化活性高，以及物理、生物、化学稳定性好等优势一直处于光催化研究中的核心地位。TiO₂作为一种传统优质光催化剂，可以在紫外线照射条件下将污染物分解为无污染物，在环境治理领域有着巨大的应用潜力。但是TiO₂具有较宽的能带间隙，只能用紫外光源激发，对太阳光的利用率只有3％～5％，这大大的限制了TiO₂的应用。CdS具有比TiO₂更负的导带电位和更小禁带宽度，将TiO₂与CdS复合，通过半导体之间不同禁带宽度的协同效应，能提高材料的光催化性能，将TiO₂的激发光谱由紫外线推广至可见光，且同时抑制了CdS自身的氧化，使其可以重复使用。

目前制备TiO₂/CdS复合材料的方法主要有电弧放电法、化学气相沉积法、激光溅射法、液相合成法。但是这些方法对生产条件要求苛刻、工艺流程复杂且产率较低，这些问题导致TiO₂/CdS复合材料难以应用于实际生产。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种高能球磨法制备TiO₂/CdS纳米复合材料的方法，该方法操作简单、产率高，且适宜于工业化生产。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种高能球磨法制备TiO₂/CdS纳米复合材料的方法，包括如下步骤：

S1、将TiO₂粉末与CdS粉末烘干后，按质量比为15～35：85～65混合均匀，得到混合粉末，将所述混合粉末、无水乙醇和氧化锆球磨珠在转速为400～800r/min下球磨2～8h，收集球磨产物，并将所述球磨产物烘干，得到一次球磨粉体；

S2、将所述一次球磨粉体、无水乙醇和氧化锆球磨珠在转速为200～600r/min下球磨2～6h，收集球磨产物，并将所述球磨产物烘干，得到二次球磨粉体；

S3、将所述二次球磨粉体在400～600℃煅烧2～4h，得到TiO₂/CdS纳米复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：