[发明专利]硫化镉/碳纳米管复合光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本申请属于废水处理技术领域，特别是涉及一种硫化镉/碳纳米管复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

硒化镉是禁带宽度为1.7eV的直接带隙半导体材料，具有立方闪锌矿和六方纤锌矿两种晶体结构，其中立方相结构为亚稳态，只能存在于较低温度，高温时转变为六方相结构。硒化镉在常温下可同时存在立方和六方两种晶相。硒化镉纳米晶是半导体纳米晶中研究最广泛，应用前景最好的一类II-VI族半导体纳米晶，由于其具有重要的非线性光学性质，发光性质及其他物理化学特性而备受世人的瞩目。作为一种非常重要的半导体材料，已经在各种发光装置，激光与红外探测器件，红外窗口与非线性光学材料和光敏传感器等领域展示了广阔的应用前景。特别是硒化镉能很好地吸收可见光，因而它是光化学催化剂的首选材料。

硒化镉极易光腐蚀，光稳定性差，二氧化钛的光吸收阈值局限在紫外光去，太阳利用率低，这些不足极大限制了他们性能的发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫化镉/碳纳米管复合光催化剂及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种硫化镉/碳纳米管复合光催化剂，该催化剂以碳纳米管为载体，表面负载有硫化镉量子点。

优选的，在上述的硫化镉/碳纳米管复合光催化剂中，所述碳纳米管的含量为4～6％。

相应的，本申请还公开了一种硫化镉/碳纳米管复合光催化剂的制备方法，包括步骤：

(1)、将碳纳米管放入到含有酸溶液中超声混合均匀，用离子水抽滤洗涤，然后干燥；

(2)、将氯化镉、L-半胱氨酸溶解在去离子水中，调节pH至7～8；

(3)、将酸化的碳纳米管加入步骤(2)的混合溶液中搅拌均匀，加入硫化钠，在160～170℃条件下加热1.2～1.5小时；

(4)、离心、洗涤并干燥。

优选的，在上述的硫化镉/碳纳米管复合光催化剂的制备方法中，所述步骤(1)中，酸溶液为浓硝酸和浓硫酸的混合液，其中浓硝酸和浓硫酸的摩尔比为(2.5～3):1。

优选的，在上述的硫化镉/碳纳米管复合光催化剂的制备方法中，步骤(2)中，氯化镉、L-半胱氨酸按照质量比(1.5～1.8):1。

优选的，在上述的硫化镉/碳纳米管复合光催化剂的制备方法中，步骤(2)中，用氢氧化钠溶液调节pH至7～8。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明复合材料提高了半导体材料的光催化活性，解决了硫化镉量子点材料不稳定和光催化活性不高的问题。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

硫化镉/碳纳米管复合光催化剂的制备方法

以碳纳米管为载体，采用水热法在碳纳米管表面负载硫化镉量子点。其中碳纳米管的含量为5％。

(1)、将碳纳米管放入到含有酸溶液中超声混合均匀，用离子水抽滤洗涤，然后在50℃下干燥12小时；

酸溶液为浓硝酸和浓硫酸的混合液，其中浓硝酸和浓硫酸的摩尔比为2.8:1；

(2)、将氯化镉、L-半胱氨酸按照质量比1.7:1溶解在去离子水中，用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7；

(3)、将酸化的碳纳米管加入步骤(2)的混合溶液中搅拌均匀，通氮气除氧气30分钟，然后加入硫化钠，在170℃条件下加热1.5小时；

(4)、离心、洗涤并干燥。

XRD和XPS表征表明所合成的纳米材料为硫化镉/碳纳米管。

所获得的硫化镉/碳纳米管复合光催化剂在四环素降解过程中表现出很好的光催化活性，降解率达到80％以上。

该复合材料提高了半导体材料的光催化活性，解决了硫化镉量子点材料不稳定和光催化活性不高的问题。

实施例2

硫化镉/碳纳米管复合光催化剂的制备方法

以碳纳米管为载体，采用水热法在碳纳米管表面负载硫化镉量子点。其中碳纳米管的含量为4％。

(1)、将碳纳米管放入到含有酸溶液中超声混合均匀，用离子水抽滤洗涤，然后在50℃下干燥12小时；

酸溶液为浓硝酸和浓硫酸的混合液，其中浓硝酸和浓硫酸的摩尔比为3:1；