CN106824286A - 一种硫化镉纳米材料的制备方法 - Google Patents
一种硫化镉纳米材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106824286A CN106824286A CN201710186881.4A CN201710186881A CN106824286A CN 106824286 A CN106824286 A CN 106824286A CN 201710186881 A CN201710186881 A CN 201710186881A CN 106824286 A CN106824286 A CN 106824286A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cadmium
- nano material
- cadmium sulfide
- sulfide nano
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 claims description 4
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical group NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229940045713 antineoplastic alkylating drug ethylene imines Drugs 0.000 claims description 3
- LHQLJMJLROMYRN-UHFFFAOYSA-L cadmium acetate Chemical compound [Cd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O LHQLJMJLROMYRN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- XIEPJMXMMWZAAV-UHFFFAOYSA-N cadmium nitrate Inorganic materials [Cd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XIEPJMXMMWZAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L cadmium sulfate Chemical compound [Cd+2].[O-]S([O-])(=O)=O QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P ammonium sulfide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[S-2] UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 2
- 229910000331 cadmium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N phloretic acid Chemical compound OC(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 18
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 abstract description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- -1 titanium dioxide metal-oxide Chemical class 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000001508 sulfur Nutrition 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种硫化镉纳米材料的制备方法，将硫源和镉源分散到有机小分子和去离子水的混合溶剂中，混合得到分散液，分散液水热反应，反应后通过离心清洗、冷冻干燥制得有机‑无机杂化的硫化镉纳米材料。本发明材料性能可控，工艺参数容易实现，流程简单，成本低，适于工业化大规模生产，所生产的有机‑无机杂化的硫化镉纳米材料形貌结构均一、分散性良好、易回收、活性稳定性高，为光解水产氢、光降解有机污染物、二氧化碳还原等领域的实际应用提供可能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高产氢活性的有机无机杂化硫化镉纳米材料的制备方法，属于纳米新材料技术领域。
背景技术
随着工业的快速发展和社会经济的迅猛提高，环境污染和能源危机的日趋严重，发展可再生能源已成为亟待解决问题的关键。太阳能具有绿色、无污染、可再生、成本低、来源广等优点，太阳照射到地球的能量是大概是全球人类所消耗能量的10000倍之多，因此，将太阳能转换为人类社会所需的能源将有效解决目前面临的能源短缺与环境污染问题。
氢能作为可再生二次能源的载体被认为是石油、煤、天然气等有限资源的替代品。1972年，日本东京大学的Fujishima和Honda首次将二氧化钛半导体做成光电极和铂电极组成光化学电池，在紫外光的作用下分解水获得氢气和氧气。自此以后，半导体光催化剂光解水产氢受到了全球科学家们的广泛关注。可用于光解水产氢的半导体不仅要求较窄的能隙宽度以利用更多的太阳光，还要求其导带电势高于产氢的析出电位使得导带上的电子能够参与到光分解水产氢过程中。传统的光催化剂，如氧化锌、二氧化钛等金属氧化物半导体，由于具有较强的光吸收、易得、无毒、环保等优点，被认为在光催化领域有很大应用前景。然而，由于其较宽的能隙使得其只能利用占太阳光4%左右的紫外光，太阳能的利用率极低，因此，开发稳定性高、活性强的新型光催化剂尤为重要。近年来，由于金属硫化物半导体相对于常用的宽带隙半导体来说，拥有较窄的带隙，因此更大程度上有效利用太阳光来提高光催化效率。硫化镉属于直接带隙半导体，其禁带宽度大概只有2.4 eV，且导带位置比水的还原电势更负，满足光解水产氢的基本条件，是一种理想的可见光响应的半导体光催化剂。目前合成硫化镉已成功应用于有机染料的光催化降解、光解水制氢、制氧以及二氧化碳减排等方面。
然而，现有的硫化镉纳米颗粒由于存在光腐蚀性高、光稳定性差、光生电子-空穴易复合等问题限制其光催化效率。因此，提高硫化镉半导体的产氢活性和稳定性是目前研究硫化镉需要解决的重要问题。为了实现这一任务，科学家们已提出并开发了许多战略手段，如建立基于硫化镉的异质结半导体，掺杂杂质，Z型复合材料和结构改性等。但是，所公开的制备工艺过于负责，材料性能可控性差，成本高，不适于工业化大规模生产，因而需要继续创新。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种材料性能可控，工艺流程简单，生产成本低，适于工业化大规模生产的有机无机杂化硫化镉纳米材料的制备方法，所制备的硫化镉纳米材料在光解水产氢方面具有优良的活性。
为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种硫化镉纳米材料的制备方法，将硫源和镉源分散到有机小分子和去离子水的混合溶剂中，混合得到分散液，分散液水热反应，反应后通过离心清洗、冷冻干燥制得有机-无机杂化的硫化镉纳米材料。
进一步的，所述硫源为升华硫、硫脲、硫化钠、硫代乙酰胺、硫代硫酸钠、硫化铵的一种或几种组合，所述镉源为氯化镉、硝酸镉、乙酸镉、硫酸镉的一种或几种组合，硫源与镉源相互作用，形成硫化镉材料。
更进一步的，所述硫源和镉源的质量比为1:0.5～2。
进一步的，所述有机小分子为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺、三乙烯二胺、二甲基甲酰胺、六亚甲基四胺、环己胺、环乙烯亚胺的一种或几种组合，与硫化镉相互作用，从而形成杂化的硫化镉纳米材料。
更进一步的，所述有机小分子与水的体积比为2：0～4。
进一步的，所述混合指在搅拌速率为0～10000转/分钟的搅拌器中搅拌10～1000分钟，获得均匀分散液。
进一步的，所述分散液反应指分散液进行水热反应，在温度60～200℃的水热条件下，反应时间12～60h。
进一步的，所述离心清洗、冷冻干燥制得是指：利用去离子水在4000～8000 转/分钟的转速条件下离心至pH值为6.5～7.5，在-45～-60℃的条件下冷冻干燥12～200 h，获得宽度在30～100 nm的有机-无机杂化的硫化镉纳米材料。
本发明的有益效果在于：本方法材料性能可控，工艺参数容易实现，流程简单，成本低，适于工业化大规模生产，所生产的有机-无机杂化的硫化镉纳米材料形貌结构均一、分散性良好、易回收、活性稳定性高，为光解水产氢、光降解有机污染物、二氧化碳还原等领域的实际应用提供可能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
图1、为发明实施例1制备的硫化镉纳米材料的扫描电镜图片；
图2、为发明实施例1制备的硫化镉纳米材料的透射电镜照片。
具体实施例
实施例1
将0.164g氯化镉和0.128g升华硫分散在24mL二乙烯三胺和12mL去离子水的混合溶液中，在室温下以500转/分钟的转速搅拌60分钟，获得均匀的分散液，然后将分散液转移至高压反应釜，放置在设定温度为80℃的真空鼓风干燥箱中反应48h。
然后利用去离子水在6000转/分钟的转速条件下离心至pH值为7左右，除去上清液，将所得产物置于-55℃的条件下冷冻干燥30小时，然后利用研钵研磨便可获得宽度在30～100nm的有机-无机杂化的硫化镉-二乙烯三胺纳米带。
如图1、2所示，经测试，该材料具有良好的产氢性能，产氢率达到5000 umol•g-1•h-1。
实施例2
将1.1g硝酸镉和1.2 g硫化钠分散在30mL六亚甲基四胺和10mL去离子水的混合溶液中，在室温下以450转/分钟的转速搅拌100分钟，获得均匀的分散液，然后将分散液转移至高压反应釜，放置在设定温度为120℃的真空鼓风干燥箱中反应48h。
然后利用去离子水在8000转/分钟的转速条件下离心至pH值为7左右，除去上清液，将所得产物置于-55℃的条件下冷冻干燥48h，然后利用研钵研磨便可获得粒径在80nm的有机-无机杂化的硫化镉-六亚甲基四胺复合材料。
经测试，该材料具有良好的产氢性能，产氢率达到4782.6 umol•g-1•h-1。
实施例3
将0.64g乙酸镉和1.6 g硫代硫酸钠分散在40mL三乙烯四胺溶液中，在室温下以700转/分钟的转速搅拌120分钟，获得均匀的分散液，然后将分散液转移至高压反应釜，放置在设定温度为160℃的真空鼓风干燥箱中反应36h。
然后利用去离子水在8000转/分钟的转速条件下离心至pH值为7左右，除去上清液，将所得产物置于-55℃的条件下冷冻干燥70h，然后利用研钵研磨便可获得粒径在70nm的有机-无机杂化的硫化镉-三乙烯四胺复合材料。
经测试，该材料具有良好的产氢性能，产氢率达到5222.4 umol•g-1•h-1。
实施例4
将61Kg硫酸镉和100Kg硫脲分散在40L环乙烯亚胺和30L水溶液中，在室温下以500转/分钟的转速搅拌500分钟，获得均匀的分散液，然后将分散液转移至高压反应釜，放置在设定温度为140℃的真空鼓风干燥箱中反应30h。
然后利用去离子水在6000转/分钟的转速条件下离心至pH值为7左右，除去上清液，将所得产物置于-56℃的条件下冷冻干燥110h，然后利用研钵研磨便可获得粒径在90nm的有机-无机杂化的硫化镉-环乙烯亚胺复合材料。
经测试，该材料具有良好的产氢性能，产氢率达到4614.8 umol•g-1•h-1。
有机材料具有易加工性、柔韧性、可控性、易于提纯和分子修饰等特点。但有机半导体材料的载流子迁移率低，严重影响了反应速度，限制了其在许多领域的应用。
本发明将有机材料与无机材料结合，形成一种具有单一结构的有机-无机杂化复合材料，既可以提高材料的光电性能，又可以保留材料化学结构的可控性、稳定性、无机骨架的可加工性、灵活性以及有机分子几何结构的多样性。
采用有机胺分子杂化的硫化镉纳米材料具有表面积大，活性位点多、载流子迁移率高等优点，主要用于提高其在光解水产氢方面的性能，具有传统硫化镉纳米颗粒无法比拟的优势。
利用有机小分子合成具有高稳定性、高活性的有机-无机杂化硫化镉半导体光催化剂，实验方法简单、成本低、产量大，有机分子与硫化镉之间形成较强的相互作用力，使得合成有机分子杂化的硫化镉具有很好的可见光响应的光解水产氢性能，有易于实现工业化生产。以有机胺为溶剂制备的有机-无机杂化的硫化镉纳米材料，可广泛用于污水处理、能源转换与存储等工业制品、航空航天领域、民用领域及各种密封领域。
以上是本发明的实施例，但是本发明并不仅限于上述的实施例，熟悉本领域的科技人员在不违背本发明精神的前提条件下还可以作出种种等同的变形或者是替换，这些等同的变形或者替换均包含在本发明所限定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：将硫源和镉源分散到有机小分子和去离子水的混合溶剂中，混合得到分散液，分散液水热反应，反应后通过离心清洗、冷冻干燥制得有机-无机杂化的硫化镉纳米材料。
2.根据权利要求1所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述硫源为升华硫、硫脲、硫化钠、硫代乙酰胺、硫代硫酸钠、硫化铵的一种或几种组合，所述镉源为氯化镉、硝酸镉、乙酸镉、硫酸镉的一种或几种组合，硫源与镉源相互作用，形成硫化镉材料。
3.根据权利要求2所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述硫源和镉源的质量比为1:0.5～2。
4.根据权利要求1所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述有机小分子为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺、三乙烯二胺、二甲基甲酰胺、六亚甲基四胺、环己胺、环乙烯亚胺的一种或几种组合，与硫化镉相互作用，从而形成杂化的硫化镉纳米材料。
5.根据权利要求4所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述有机小分子与水的体积比为2：0～4。
6.根据权利要求1所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述混合指在搅拌速率为0～10000转/分钟的搅拌器中搅拌10～1000分钟，获得均匀分散液。
7.根据权利要求1所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述分散液反应指分散液进行水热反应，在温度60～200℃的水热条件下，反应时间12～60小时。
8.根据权利要求1所述的硫化镉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述离心清洗、冷冻干燥制得是指：利用去离子水在4000～8000 转/分钟的转速条件下离心至pH值为6.5～7.5，在-45～-60℃的条件下冷冻干燥12～200小时，获得宽度在30～100nm的有机-无机杂化的硫化镉纳米材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710186881.4A CN106824286A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种硫化镉纳米材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710186881.4A CN106824286A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种硫化镉纳米材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106824286A true CN106824286A (zh) | 2017-06-13 |
Family
ID=59129833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710186881.4A Pending CN106824286A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种硫化镉纳米材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106824286A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107442137A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-08 | 淮北师范大学 | 一种复合纳米材料的合成方法 |
| CN107469854A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-15 | 淮北师范大学 | 一种复合光催化剂的合成方法 |
| CN108722438A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-02 | 天津科技大学 | 一种可见光催化剂硫化镉的制备方法 |
| CN108993614A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-12-14 | 温州大学 | 一种花球状锌离子掺杂的CdS光催化剂的制备方法 |
| CN109453818A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-12 | 淮北师范大学 | 一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法 |
| CN111450897A (zh) * | 2019-01-22 | 2020-07-28 | 淮北师范大学 | 杂化硫化镍/硫化镉-有机胺复合光催化剂及制备方法 |
| CN112547125A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-26 | 江南大学 | 一种可用于光解水的CdS/NiPc光催化剂及其制备方法 |
| CN114308132A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-12 | 江南大学 | 一种质子化的CdS-COF-366-M复合光催化剂及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214027A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-24 | 沈阳大学 | 一种硫化镉纳米粉的制备方法 |
| CN105854921A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-17 | 淮北师范大学 | 一种大面积二维复合纳米材料的合成方法 |
-
2017
- 2017-03-27 CN CN201710186881.4A patent/CN106824286A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214027A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-24 | 沈阳大学 | 一种硫化镉纳米粉的制备方法 |
| CN105854921A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-17 | 淮北师范大学 | 一种大面积二维复合纳米材料的合成方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 曾贵玉等: "《微纳米含能材料》", 31 May 2015 * |
| 胡宝云等: ""模板剂对微波水热合成CdS微晶相组成、形貌及光学性能的影响"", 《人工晶体学报》 * |
| 谢立娟: ""硫化镉纳米材料的合成及光催化性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107442137A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-08 | 淮北师范大学 | 一种复合纳米材料的合成方法 |
| CN107469854A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-15 | 淮北师范大学 | 一种复合光催化剂的合成方法 |
| CN107469854B (zh) * | 2017-09-06 | 2020-05-15 | 淮北师范大学 | 一种复合光催化剂的合成方法 |
| CN108993614A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-12-14 | 温州大学 | 一种花球状锌离子掺杂的CdS光催化剂的制备方法 |
| CN108993614B (zh) * | 2018-04-16 | 2021-03-16 | 温州大学 | 一种花球状锌离子掺杂的CdS光催化剂的制备方法 |
| CN108722438A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-02 | 天津科技大学 | 一种可见光催化剂硫化镉的制备方法 |
| CN109453818B (zh) * | 2018-11-23 | 2022-07-15 | 淮北师范大学 | 一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法 |
| CN109453818A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-12 | 淮北师范大学 | 一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法 |
| CN111450897A (zh) * | 2019-01-22 | 2020-07-28 | 淮北师范大学 | 杂化硫化镍/硫化镉-有机胺复合光催化剂及制备方法 |
| CN112547125B (zh) * | 2020-12-09 | 2021-08-24 | 江南大学 | 一种可用于光解水的CdS/NiPc光催化剂及其制备方法 |
| CN112547125A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-26 | 江南大学 | 一种可用于光解水的CdS/NiPc光催化剂及其制备方法 |
| CN114308132A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-12 | 江南大学 | 一种质子化的CdS-COF-366-M复合光催化剂及其制备方法 |
| CN114308132B (zh) * | 2021-12-09 | 2022-12-13 | 江南大学 | 一种质子化的CdS-COF-366-M复合光催化剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106824286A (zh) | 一种硫化镉纳米材料的制备方法 | |
| Su et al. | Enhanced n→ π* electron transition of porous P-doped g-C3N4 nanosheets for improved photocatalytic H2 evolution performance | |
| CN106975521A (zh) | 一种可见光响应锌镉硫固溶体光催化材料的制备方法 | |
| Huang et al. | A S-scheme heterojunction of Co9S8 decorated TiO2 for enhanced photocatalytic H2 evolution | |
| CN102515246B (zh) | 一种多孔纳米ZnO的制备方法 | |
| Song et al. | High-performance hydrogen evolution of NiB/ZnCdS under visible light irradiation | |
| CN102671683B (zh) | 一种纳米片自组装C掺杂(BiO)2CO3微球可见光催化剂的制备方法 | |
| CN111437834B (zh) | 一种基于硫铟锌纳米片原位异质结构建的方法及应用 | |
| CN105289656B (zh) | 一种光催化分解水产氢固溶体催化剂及其制备方法 | |
| CN106362774B (zh) | 一种1D/2D垂直状CdS/MoS2产氢催化剂的制备方法 | |
| CN107282075B (zh) | 一种复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN105854921B (zh) | 一种大面积二维复合纳米材料的合成方法 | |
| CN107376943B (zh) | 一种铌酸钙钾/硫化镉复合材料的制备方法与用途 | |
| CN107081166A (zh) | 一种g‑C3N4/TiO2多级结构及其制备方法 | |
| CN104353469A (zh) | 一种纳米复合材料光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN110385146B (zh) | 一种Ni0.85Se/PDA/g-C3N4复合光催化剂及其应用 | |
| CN106378160B (zh) | 一种制备CdS/MoS2复合空心方块光催化剂的方法 | |
| CN111644192A (zh) | 一种g-C3N4@CdxZn1-xSe复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104128180B (zh) | 电子束辐照法合成氧化亚铜/石墨烯光催化复合纳米材料的方法 | |
| CN108295872A (zh) | 一种水热法制备Bi2S3/1T@2H-MoS2的方法 | |
| CN109759119A (zh) | 碳化钼修饰的管状氮化碳光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN110064426A (zh) | 一种LixMoS2/CdS/g-C3N4复合光催化剂的制备及其分解水产氢应用 | |
| CN104971753A (zh) | 一种Bi2O2CO3-BiPO4复合型光催化剂及其制备方法 | |
| CN111939937B (zh) | 一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂及其制备方法 | |
| CN113617376A (zh) | 一种P掺杂g-C3N4/MoP光解水制氢催化剂及其制备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170613 |