CN111072069A - 一种制备可见光响应的2d二硫化铼的方法及应用 - Google Patents
一种制备可见光响应的2d二硫化铼的方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111072069A CN111072069A CN201910911928.8A CN201910911928A CN111072069A CN 111072069 A CN111072069 A CN 111072069A CN 201910911928 A CN201910911928 A CN 201910911928A CN 111072069 A CN111072069 A CN 111072069A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rhenium
- rhenium disulfide
- responsive
- reaction
- light
- 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.)
- Granted
Links
- USWJSZNKYVUTIE-UHFFFAOYSA-N bis(sulfanylidene)rhenium Chemical compound S=[Re]=S USWJSZNKYVUTIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000004298 light response Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 14
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 13
- IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L congo red Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=CC2=C(N)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3)C3=CC=C(C=C3)/N=N/C3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S([O-])(=O)=O)N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 14
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 transition metal chalcogenides Chemical class 0.000 description 4
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910016001 MoSe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- MHWZQNGIEIYAQJ-UHFFFAOYSA-N molybdenum diselenide Chemical compound [Se]=[Mo]=[Se] MHWZQNGIEIYAQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000002490 anilino group Chemical group [H]N(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- DOMWDDGKVOOLGM-UHFFFAOYSA-N azane;1,1'-biphenyl Chemical compound N.C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 DOMWDDGKVOOLGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006652 catabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000724 energy-dispersive X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- MHRLWUPLSHYLOK-UHFFFAOYSA-N thiomorpholine-3,5-dicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1CSCC(C(O)=O)N1 MHRLWUPLSHYLOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G47/00—Compounds of rhenium
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/10—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation
- A62D3/17—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation to electromagnetic radiation, e.g. emitted by a laser
-
- 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
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/40—Inorganic substances
- A62D2101/45—Inorganic substances containing nitrogen or phosphorus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/40—Inorganic substances
- A62D2101/47—Inorganic substances containing oxygen, sulfur, selenium or tellurium, i.e. chalcogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/84—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by UV- or VIS- data
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备可见光响应的2D二硫化铼(ReS2)的方法及应用，属于新型纳米材料制备领域。本发明以高铼酸铵为铼源，硫化钠为硫源，将此两种前驱体溶解于溶剂水中，通过改变反应温度，反应时间，升温速率进行水热合成反应，最后所得产物经过清洗烘干后得到2D二硫化铼。本发明节能环保，操作简单，可重复性好，成本较低，可大批量制备高质量2D二硫化铼。同时，本发明为2D二硫化铼的多领域应用提供了可靠的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于新型纳米材料技术领域，具体涉及一种制备可见光响应的二硫化铼半导体材料的方法。
背景技术
二维层状晶体材料，比如石墨烯，过渡金属硫族化合物等，由于具有优良的光电化学性能，因此在材料科学，电子学，光电子学领域迅速发展。2D过渡金属硫族化合物的特性与块状材料不同，其2D材料为直接带隙半导体，由于其独特的性质和在纳米器件的应用价值激发了研究人员的兴趣。近年来，被广泛研究的过渡金属硫族化合物，特别是半导体过渡金属硫族化合物，比如二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、二硒化钼(MoSe2)等，都是2H晶格结构。
二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、二硒化钼(MoSe2)等是典型的TMD 材料，对于绝大多数TMD材料来说，当其厚度由多层逐渐减薄到单层时，间接带隙到直接带隙的转变是很明显的，因此薄层TMDA材料的光催化效率低是急需解决的技术问题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种制备可见光响应的2D二硫化铼的方法及应用。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其包括，将铵源和硫源溶解，搅拌均匀后加热反应；冷却后清洗、干燥，即得二硫化铼纳米材料。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：所述铼源为高铼酸铵，所述硫源为硫化钠，所述清洗后干燥，其清洗剂为水和乙醇，所述溶解其溶剂为水。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：所述铼源和所述硫源的质量比为1：(20～50)。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：所述搅拌均匀后加热反应，其加热温度为160～200℃，反应时间为12～30h，升温速率为1.5℃～10℃/min。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：所述搅拌均匀后加热反应，其加热温度为160～180℃，反应时间为18～30h，升温速率为1.5～4℃/min。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：所述冷却为自然冷却至室温。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：所述清洗后干燥，其干燥温度为50～70℃。
作为本发明所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法的优选方案，其中：将高铼酸铵、硫化钠溶解于水中，升温速率为1.5℃/min，加热至160℃，保温24h进行反应，待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥。
作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种制备的2D二硫化铼，其中：制备的二硫化铼具有二维片状结构。
作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种制备的2D二硫化铼的应用，其特征在于：在波长＞420nm下降解刚果红溶液。
本发明的有益效果：本发明操作重复性好，成本低廉，制备方法简单方便，可大批量制备高质量的二硫化铼纳米材料，本发明为二硫化铼纳米材料在光电化学领域的应用提供了可靠可行的制备方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明制备的2D二硫化铼的X射线光电子能谱图。
图2为本发明制备的2D二硫化铼的X射线衍射图。
图3为本发明制备的2D二硫化铼的SEM示意图。
图4为本发明制备的2D二硫化铼的TEM图。
图5为本发明制备的2D二硫化铼的EDS能谱图。
图6为本发明制备的2D二硫化铼的UV-vis示意图。
图7为本发明制备的2D二硫化铼可见光下(λ＞420nm)降解刚果红效果图。
图8本发明制备的2D二硫化铼可见光下(λ＞420nm)循环使用寿命图。
图9为实施例5制备的二硫化铼SEM示意图。
图10为实施例6制备的二硫化铼SEM示意图。
图11为可见光下刚果红可能性降解途径分析。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1：
将0.02g高铼酸铵，0.5g硫化钠溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为 1.5℃/min，加热至160℃，保温24h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米片材料。
图1为本发明制备的二硫化铼纳米片材料的X射线光电子能谱图，从图(a) 可以看出：Re的4f价态在结合能42.2eV，44.6eV，分别对应Re原子的4f7/2 轨道和4f5/2轨道；从图(b)中可以看出：S原子的2p3/2和2p1/2轨道对应结合能为162.5eV和163.7eV，因此与二硫化铼纳米材料晶体相对应参数值是一致的。
本发明采用水热制备二硫化铼纳米片材料，它的晶粒尺寸小，分散性较好，得率较高，样品晶型较好，在高温高压下反应物活性更高，可调控性高，简单操作，成本低。另外，本发明采用硫化钠替代硫粉作为硫源，能够减少环境污染的同时降低制备风险。
图2为本发明制备的二硫化铼纳米材料的XRD衍射图，从图2可以看出来本实施例最终合成的产物出现二硫化铼纳米材料的4个XRD衍射峰，分别为(001)，(002)，(300)，(-122)，图中可以看出ReS2的峰不是很尖锐，ReS2纳米材料呈无序排列。
图3为本发明制备的2D二硫化铼的SEM示意图，图4是为本发明制备的二硫化铼纳米材料TEM图，图中可以看出ReS2呈薄层分布。
如图7，用该2D二硫化铼材料在可见光下(λ＞420nm)降解刚果红，刚果红初始浓度20mg/L，分别测定光照30min，60min，90min，120min，150min， 180min时的降解效率，刚果红的降解效率分别是7.7％，23.8％，65.3％，77.9％， 89.7％，92.8％。
该2D二硫化铼材料在可见光下催化刚果红的降解途径分为两步：首先是以脱色为主；其次苯环开环，矿化。具体见图11，刚果红受到·OH攻击，偶氮双键断裂，生成产物m/z＝239，m/z＝93苯胺结构，苯环形成的大共轭体系受到破坏，生成产物m/z＝177等，随着反应的持续进行，·OH，O2·-，以空穴的共同作用，芳烃及多芳烃结果受到破坏，生成萘酚及不稳定产物萘磺酸，联苯氨，产物m/z＝163，m/z＝148，m/z＝75等等，这些化合物随着光催化的持续进行，最后被自由基及空穴氧化为有机、无机小分子以及二氧化碳和水。
实施例2：
将0.02g高铼酸铵，0.5g硫化钠溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为 4℃/min，加热至180℃，保温20h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米材料。
实施例3：
将0.02g高铼酸铵，0.5g硫化钠溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为5℃ /min，加热至180℃，保温24h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米片材料。
实施例4：
将0.02g高铼酸铵，0.5g硫化钠溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为 12℃/min，加热至200℃，保温18h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米片材料。
图5为本发明制备的二硫化铼纳米材料的EDS能谱图，只存在铼原子与硫原子，说明产物为二硫化铼纳米材料。升温速率过高(大于10℃)影响二硫化铼成型结构和晶型，制备出来的二硫化铼没有光催化活性。
实施例5：
将0.2g高铼酸铵，0.39g硫化钠溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为 3℃/min，加热至140℃，保温14h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米片材料。结合图10的SEM图可以看出，制备的二硫化铼材料并未成型。
实施例6：
将0.536g高铼酸铵，0.5g硫化钠溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为 3℃/min，加热至250℃，保温8h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米片材料。结合图10的SEM图可以看出，制备的二硫化铼材料并未成型。
实施例7：
将0.536g高铼酸铵，0.5g硫脲溶解在10ml去离子水中，搅拌充分得到混合溶液。将上述所得混合溶液转移到高温反应釜中置于马弗炉，升温速率为 1.5℃/min，加热至160℃，保温24h进行水热化学反应。待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥，最终得到二硫化铼纳米片材料。制备的二硫化铼材料并未成型。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：包括，
将铵源和硫源溶解，搅拌均匀后加热反应；
冷却后清洗、干燥，即得二硫化铼纳米材料。
2.如权利要求1所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：所述铼源为高铼酸铵，所述硫源为硫化钠，所述清洗后干燥，其清洗剂为水和乙醇，所述溶解其溶剂为水。
3.如权利要求1或2所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：所述铼源和所述硫源的质量比为1：(20～50)。
4.如权利要求3所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：所述搅拌均匀后加热反应，其加热温度为160～200℃，反应时间为12～30h，升温速率为1.5℃～10℃/min。
5.如权利要求3所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：所述搅拌均匀后加热反应，其加热温度为160～180℃，反应时间为18～30h，升温速率为1.5～4℃/min。
6.如权利要求1或2、4或5任一所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：所述冷却为自然冷却至室温。
7.如权利要求1或2、4或5任一所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：所述清洗后干燥，其干燥温度为50～70℃。
8.如权利要求1或2、4或5任一所述的制备可见光响应的2D二硫化铼的方法，其特征在于：将高铼酸铵、硫化钠溶解于水中，升温速率为1.5℃/min，加热至160℃，保温24h进行反应，待反应结束，高温反应釜自然冷却至室温，用水和无水乙醇清洗反应产物，并置于60℃下烘燥。
9.用权利要求1～7任一所述制备可见光响应的2D二硫化铼的方法制备的2D二硫化铼，其特征在于：制备的二硫化铼具有二维片状结构。
10.权利要求1～7任一所述制备可见光响应的2D二硫化铼的方法制备的2D二硫化铼的应用，其特征在于：在波长＞420nm下降解刚果红溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910911928.8A CN111072069B (zh) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | 一种制备可见光响应的2d二硫化铼的方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910911928.8A CN111072069B (zh) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | 一种制备可见光响应的2d二硫化铼的方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111072069A true CN111072069A (zh) | 2020-04-28 |
| CN111072069B CN111072069B (zh) | 2021-06-29 |
Family
ID=70310246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910911928.8A Active CN111072069B (zh) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | 一种制备可见光响应的2d二硫化铼的方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111072069B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115041200A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-13 | 重庆邮电大学 | 一种转化二氧化碳的光催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0310443A1 (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-05 | Exxon Research And Engineering Company | Preparation of high surface area rhenium sulfide hydrodesulfurization catalysts, and their use |
| CN101961655A (zh) * | 2010-08-30 | 2011-02-02 | 天津工业大学 | 具有可见光响应的硫化铟光催化剂及其制备方法 |
| CN106277064A (zh) * | 2016-07-22 | 2017-01-04 | 电子科技大学 | 一种制备二硫化铼纳米片的方法 |
| CN107362812A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-21 | 苏州大学 | 一种硒硫化铼复合二维材料、制备方法及其应用 |
| CN108483502A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-04 | 中南大学 | 一种二硫化铼纳米片的制备方法和应用 |
| CN109954502A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-02 | 浙江大学 | 一种少层ReS2纳米片@MoS2量子点复合光催化剂及其制备方法 |
| CN109954504A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-02 | 浙江大学 | 一种CdS纳米棒@少层ReS2纳米片复合光催化剂 |
-
2019
- 2019-09-25 CN CN201910911928.8A patent/CN111072069B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0310443A1 (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-05 | Exxon Research And Engineering Company | Preparation of high surface area rhenium sulfide hydrodesulfurization catalysts, and their use |
| DE3875048T2 (de) * | 1987-10-02 | 1993-02-18 | Exxon Research Engineering Co | Herstellung von rhenium-sulfid-hydroentschwefelungs-katalysatoren mit grosser spezifischer oberflaeche, und ihre verwendung. |
| CN101961655A (zh) * | 2010-08-30 | 2011-02-02 | 天津工业大学 | 具有可见光响应的硫化铟光催化剂及其制备方法 |
| CN106277064A (zh) * | 2016-07-22 | 2017-01-04 | 电子科技大学 | 一种制备二硫化铼纳米片的方法 |
| CN107362812A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-21 | 苏州大学 | 一种硒硫化铼复合二维材料、制备方法及其应用 |
| CN108483502A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-04 | 中南大学 | 一种二硫化铼纳米片的制备方法和应用 |
| CN109954502A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-02 | 浙江大学 | 一种少层ReS2纳米片@MoS2量子点复合光催化剂及其制备方法 |
| CN109954504A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-02 | 浙江大学 | 一种CdS纳米棒@少层ReS2纳米片复合光催化剂 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115041200A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-13 | 重庆邮电大学 | 一种转化二氧化碳的光催化剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111072069B (zh) | 2021-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ke et al. | In situ photochemical synthesis noble-metal-free NiS on CdS-diethylenetriamine nanosheets for boosting photocatalytic H2 production activity | |
| Zhang et al. | Scalable fabrication of ZnxCd1-xS double-shell hollow nanospheres for highly efficient hydrogen production | |
| Wang et al. | Boosting photocatalytic activity of WO3 nanorods with tailored surface oxygen vacancies for selective alcohol oxidations | |
| Zhao et al. | Unique bar-like sulfur-doped C3N4/TiO2 nanocomposite: excellent visible light driven photocatalytic activity and mechanism study | |
| CN113663693B (zh) | 一种硫化铟锌-二氧化钛复合材料的制备方法及其在生产双氧水用于废水治理中的应用 | |
| Chen et al. | Fabrication of TiO2 nanofibers assembled by Bi2WO6 nanosheets with enhanced visible light photocatalytic activity | |
| Jin et al. | Influences of synthetic conditions on the photocatalytic performance of ZnS/graphene composites | |
| Xu et al. | Photocatalytic reforming of biomass for hydrogen production over ZnS nanoparticles modified carbon nitride nanosheets | |
| CN114588888B (zh) | 一种光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN106693994A (zh) | 一种核壳结构硫化铋@硫化铜复合物微球的制备与应用 | |
| CN103877966A (zh) | 一种异质结构光催化剂的制备方法 | |
| CN105478142A (zh) | 一种硫化铟介孔空心微球光催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN111420664A (zh) | 一种片状氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合材料的制备方法及其在催化氨硼烷水解产氢上的应用 | |
| Zhang et al. | Synthesis of CaIn2S4/TiO2 heterostructures for enhanced UV–visible light photocatalytic activity | |
| CN109201090A (zh) | 碲化铋改性BiOCl形成光响应型花状催化剂的制备方法及其还原固氮产氨的应用 | |
| Farahi et al. | Nanostructured nickel phosphide as an efficient photocatalyst: effect of phase on physical properties and dye degradation | |
| Su et al. | Eco-friendly preparation of hierarchically self-assembly porous ZnO nanosheets for enhanced photocatalytic performance | |
| CN103708532B (zh) | 树枝状硫化镉超细纳米棒等级结构材料及其制备方法 | |
| Lashgari et al. | An excellent heterojunction nanocomposite solar-energy material for photocatalytic transformation of hydrogen sulfide pollutant to hydrogen fuel and elemental sulfur: a mechanistic insight | |
| CN111072069B (zh) | 一种制备可见光响应的2d二硫化铼的方法及应用 | |
| CN107224972A (zh) | 花球状结构ZnO/ZnWO4光催化剂的合成方法 | |
| Zou et al. | Oxalic acid modified hexagonal ZnIn2S4 combined with bismuth oxychloride to fabricate a hierarchical dual Z-scheme heterojunction: Accelerating charge transfer to improve photocatalytic activity | |
| Gagrani et al. | Solid state synthesis and photocatalytic activity of bio-inspired calcium manganese oxide catalysts | |
| Cheng et al. | Interfacial effect between Ni2P/CdS for simultaneously heightening photocatalytic hydrogen production and lignocellulosic biomass photorefining | |
| CN109133158B (zh) | 局部氧化的SnS2薄片的制备方法及其产品和用途 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |