[发明专利]一种三元金属硫化物纳米片及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种三元金属硫化物纳米片的制备方法及其制备方法和应用，该方法通过将二乙基二硫代胺基甲酸钠分别与锰盐和镉盐混合，制备二乙基二硫代胺基甲酸锰和二乙基二硫代胺基甲酸镉作为前驱体，利用两种前驱体的热分解来制备金属硫化物，操作过程简单、便捷，无需使用大量有机改性剂，分离提纯过程简单，反应时间短，可以快速、规模化制备，大大提高了Mn_xCd_1‑xS纳米片的生产效率和生产质量。

技术领域

本发明涉及纳米半导体材料技术领域，尤其涉及一种三元金属硫化物纳米片的制备方法及其制备方法和应用。

背景技术

Mn_xCd_1-xS是一种典型的多元硫化物固溶体，具有不寻常的磁学、光学和电学特性以及优异的可见光吸收能力，因此在太阳能光催化转化领域具有巨大的应用前景。然而对Mn_xCd_1-xS的研究一直未受到重视，这主要受限于其制备方法。目前，制备Mn_xCd_1-xS的方法主要有水热法(Chem.Mater.2010,22,743–745；J.Mater.Chem.A,2014,2,4619-4626；AppliedCatalysis B:Environmental,2017,203,282-288.)和热注射法(J.Mater.Chem.A,2018,6(46),23683-23689)。以上方法均采用液相合成的方法，实验过程中使用大量的有机改性剂和溶剂，分离提纯困难、反应时间长、产率低，很难实现规模化制备。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三元金属硫化物纳米片的制备方法及其制备方法和应用，可以规模化制备Mn_xCd_1-xS纳米片，且无需使用有机改性剂。

本发明采用的技术方案为：

一种三元金属硫化物纳米片的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，配置锰盐溶液、镉盐溶液和二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液；

步骤S2，利用锰盐溶液、镉盐溶液和二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液制备Mn(DDTC)₂前驱体和Cd(DDTC)₂前驱体；

步骤S3，将Mn(DDTC)₂前驱体和Cd(DDTC)₂前驱体分散于溶剂中，得到分散液；

步骤S4，将分散液涂布在基底上，并在惰性气体中加热，得到三元金属硫化物Mn_xCd_1-xS纳米片。

优选地，所述步骤S2中利用锰盐溶液、镉盐溶液和二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液制备Mn(DDTC)₂前驱体和Cd(DDTC)₂前驱体的具体步骤为：

将二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液逐滴加入锰盐溶液中，在常温下磁力搅拌均匀后静置设定时间，再经过冲洗、过滤、烘干或烘烤工序，得到Mn(DDTC)₂前驱体；

将二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液逐滴加入镉盐溶液中，在常温下磁力搅拌均匀后静置设定时间，再经过冲洗、过滤、烘干或烘烤工序，得到Cd(DDTC)₂前驱体。

优选地，所述Mn(DDTC)₂前驱体和Cd(DDTC)₂前驱体溶液的浓度均为0.01-0.5mol/L。

优选地，所述锰盐溶液为硝酸锰、醋酸锰、氯化锰溶液中的任一种，镉盐溶液为硝酸镉、硫酸镉、氯化镉中任一种。

优选地，所述步骤S3中，利用超声波将Mn(DDTC)₂前驱体和Cd(DDTC)₂前驱体以1:10～10:1的摩尔比完全分散在溶剂中，得到分散液。