CN108940316A - 一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫化铜‑二氧化钛光电材料的制备方法，包括：(1)将纳米二氧化钛粉末和碱溶液按照一定的比例进行混合，于120～250℃下反应18～24h，所得产物于400～500℃马弗炉中煅烧1～2h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:2～6；(2)向氯化铜溶液中滴加一定量的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为2.8～3.2，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于110～150℃烘箱中反应12～24h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜‑二氧化钛光电材料。本发明中的硫化铜‑二氧化钛光电材料，硫化铜能够均匀地分布在二氧化钛纳米管上，提高了载流子传输效率，从而大大增强了二氧化钛的光催化性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光催化技术领域，特别是涉及一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法。
背景技术
随着经济的发展，水污染情况越发严重，光催化技术是近年来发展起来的废水处理技术。光催化剂是光照射下引起催化反应的物质，通过光催化反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基和超级氧离子，来降解分解有机污染物质。
作为光催化降解技术的关键，光催化剂选择的重要性不言而喻。其中，二氧化锡是一种n型半导体，具有较宽的带隙(3.6eV)，已广泛应用于光催化材料、太阳能电池材料、气敏传感器和光电子学器件等领域。二氧化锡作为光催化剂可有效降解有机染料，在环境治理方面有着广阔的应用前景。目前对二氧化锡光催化剂的研究主要着眼于光能利用率和光催化活性的提高。但是，现有技术中二氧化锡的光催化效率仍然较低。
为此，有必要针对上述问题，提出一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，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：
一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，包括：
(1)将纳米二氧化钛粉末和碱溶液按照一定的比例进行混合，于120～250℃下反应18～24h，所得产物于400～500℃马弗炉中煅烧1～2h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:2～6；
(2)向氯化铜溶液中滴加一定量的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为2.8～3.2，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于110～150℃烘箱中反应12～24h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜-二氧化钛光电材料。
优选的，步骤(1)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为10～50nm。
优选的，步骤(1)中，所述碱溶液选自氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。
优选的，步骤(1)中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:3。
优选的，步骤(2)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.001～0.01mol/L，所述硫代硫酸钠溶液的浓度为0.01～0.05mol/L。
优选的，步骤(2)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.002～0.004mol/L，所述硫代硫酸钠溶液的浓度为0.02mol/L。
优选的，步骤(2)中，所述氯化铜溶液与所述硫代硫酸钠溶液的体积之比为1:3。
优选的，步骤(2)中，所述硫化铜-二氧化钛光电材料中的二氧化钛的质量分数为60～70％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的硫化铜-二氧化钛光电材料，硫化铜能够均匀地分布在二氧化钛纳米管上，提高了载流子传输效率，从而大大增强了二氧化钛的光催化性能。
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。
本发明公开一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，包括：
(1)将纳米二氧化钛粉末和碱溶液按照一定的比例进行混合，于120～250℃下反应18～24h，所得产物于400～500℃马弗炉中煅烧1～2h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:2～6；
(2)向氯化铜溶液中滴加一定量的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为2.8～3.2，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于110～150℃烘箱中反应12～24h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜-二氧化钛光电材料。
步骤(1)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为10～50nm，优选的，步骤(1)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为30nm；所述碱溶液选自氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。
步骤(2)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.001～0.01mol/L，所述硫代硫酸钠溶液的浓度为0.01～0.05mol/L，优选的，所述氯化铜溶液的浓度为0.002～0.004mol/L，所述硫代硫酸钠溶液的浓度为0.02mol/L，更优选的，所述氯化铜溶液的浓度为0.003mol/L。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的硫化铜-二氧化钛光电材料。
实施例1
(1)将粒径为10nm的纳米二氧化钛粉末和氢氧化钠溶液按照一定的比例进行混合，于120℃下反应18h，所得产物于400℃马弗炉中煅烧1h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:2；
(2)向1体积0.001mol/L的氯化铜溶液中滴加3体积0.01mol/L的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为2.8，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于110℃烘箱中反应12h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜-二氧化钛光电材料。
实施例2
(1)将粒径为30nm的纳米二氧化钛粉末和氢氧化钠溶液按照一定的比例进行混合，于180℃下反应21h，所得产物于450℃马弗炉中煅烧1.5h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:3；
(2)向1体积0.003mol/L的氯化铜溶液中滴加3体积0.02mol/L的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为3.0，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于130℃烘箱中反应18h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜-二氧化钛光电材料。
实施例3
(1)将粒径为50nm的纳米二氧化钛粉末和氢氧化钠溶液按照一定的比例进行混合，于250℃下反应24h，所得产物于500℃马弗炉中煅烧2h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:6；
(2)向1体积0.01mol/L的氯化铜溶液中滴加3体积0.05mol/L的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为3.2，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于150℃烘箱中反应24h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜-二氧化钛光电材料。
根据上述实施例1～3中的方法制备得到的硫化铜-二氧化钛光电材料，其二氧化钛的质量分数为60～70％。
对本发明中制得的硫化铜-二氧化钛光电材料进行紫外-可见光谱分析得知，该光电材料的吸光强度与纯二氧化钛相比明显提高，表明硫化铜的复合扩展了二氧化钛光吸收的波长范围，增强了该光电材料的吸光能力，进而使得该硫化铜-二氧化钛光电材料的催化效率提高了10～20％。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (8)
1.一种硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将纳米二氧化钛粉末和碱溶液按照一定的比例进行混合，于120～250℃下反应18～24h，所得产物于400～500℃马弗炉中煅烧1～2h，得到二氧化钛纳米管，其中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:2～6；
(2)向氯化铜溶液中滴加一定量的硫代硫酸钠溶液，调节溶液的pH值为2.8～3.2，再加入一定量的上述二氧化钛纳米管，于110～150℃烘箱中反应12～24h，过滤，洗涤，真空干燥，得到硫化铜-二氧化钛光电材料。
2.根据权利要求1所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为10～50nm。
3.根据权利要求1所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱溶液选自氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米二氧化钛粉末与所述碱溶液的摩尔比为1:3。
5.根据权利要求1所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.001～0.01mol/L，所述硫代硫酸钠溶液的浓度为0.01～0.05mol/L。
6.根据权利要求5所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.002～0.004mol/L，所述硫代硫酸钠溶液的浓度为0.02mol/L。
7.根据权利要求1所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化铜溶液与所述硫代硫酸钠溶液的体积之比为1:3。
8.根据权利要求1所述的硫化铜-二氧化钛光电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硫化铜-二氧化钛光电材料中的二氧化钛的质量分数为60～70％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181207 |
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