CN112934238A - 一种ZnS纳米片复合光催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ZnS纳米片复合光催化剂，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为10nm～20nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为2nm～5nm。该催化剂基于热蒸发制备硫化锌纳米片，同时与同样具有禁带宽度的二氧化钛复合形成三层结构，通过控制层状结构厚度和外层厚度，得到的催化剂具有高的光催化性能。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种ZnS纳米片复合光催化剂。
背景技术
作为一种优秀的半导体材料，硫化锌所具有的荧光效应和电致发光效应使其在光学、电学和电子元器件制造和改进领域展现出巨大的应用潜能。
纳米材料由于具备小粒径、大表面积的特点，其形貌与表面性能直接相关，在光电领域同样得到广泛的关注。
将硫化锌制备成纳米片、纳米粉、纳米棒材等，进而赋予硫化锌新的光电性能，是提高硫化锌的应用范围和光电性能的一个具有研究价值的思路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种ZnS纳米片复合光催化剂。该催化剂基于热蒸发制备硫化锌纳米片，同时与同样具有禁带宽度的二氧化钛复合形成三层结构，通过控制层状结构厚度和外层厚度，得到的催化剂具有高的光催化性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为10nm～20nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为2nm～5nm。
上述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述层状结构的厚度为12nm～25nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为3nm～4nm。
上述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述层状结构的厚度为18nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为3.2nm。
上述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述ZnS纳米片的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将硫粉和金属锌粉按照物质的量之比为1:1放入电阻加热舟中；
步骤二、将步骤一的电阻加热舟在真空条件下蒸发10min～20min；
步骤三、分离舟底沉积物，得到ZnS纳米片。
上述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，步骤二中所述真空的真空度为1.0×10-2Pa～2.0×10-2Pa。
上述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，步骤二中蒸发为在加热电流为150A条件下进行加热蒸发。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的催化剂基于热蒸发制备硫化锌纳米片，同时与同样具有禁带宽度的二氧化钛复合形成三层结构，通过控制层状结构厚度和外层厚度，得到的催化剂具有高的光催化性能。
2、本发明准备硫化锌那米层的方法基于热蒸发制备硫化锌纳米片，在电阻加热舟中对硫粉和锌粉进行真空蒸发，得到的ZnS纳米片均匀，具有低能耗、方法简单等优点。
下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种热蒸发制备ZnS纳米片的方法，包括以下步骤：
步骤一、将硫粉和金属锌粉按照物质的量之比为1:1放入电阻加热舟中；
步骤二、将步骤一的电阻加热舟在真空条件下蒸发15min；所述真空的真空度为1.5×10-2Pa；蒸发为在加热电流为150A条件下进行加热蒸发
步骤三、分离舟底沉积物，得到ZnS纳米片。
实施例2
本实施例的一种热蒸发制备ZnS纳米片的方法，包括以下步骤：
步骤一、将硫粉和金属锌粉按照物质的量之比为1:1放入电阻加热舟中；
步骤二、将步骤一的电阻加热舟在真空条件下蒸发10min；所述真空的真空度为2.0×10-2Pa；蒸发为在加热电流为150A条件下进行加热蒸发
步骤三、分离舟底沉积物，得到ZnS纳米片。
实施例3
本实施例的一种热蒸发制备ZnS纳米片的方法，包括以下步骤：
步骤一、将硫粉和金属锌粉按照物质的量之比为1:1放入电阻加热舟中；
步骤二、将步骤一的电阻加热舟在真空条件下蒸发20min；所述真空的真空度为1.0×10-2Pa；蒸发为在加热电流为150A条件下进行加热蒸发
步骤三、分离舟底沉积物，得到ZnS纳米片。
实施例4
本实施例的一种ZnS纳米片复合光催化剂，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为18nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为3.2nm；其中ZnS纳米片层为取自实施例1的ZnS纳米片，将ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层通过常规复合法进行复合，得到本实施例的催化剂。
实施例5
本实施例的一种ZnS纳米片复合光催化剂，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为12nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为3nm；其中ZnS纳米片层为取自实施例2的ZnS纳米片，将ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层通过常规复合法进行复合，得到本实施例的催化剂。
实施例6
本实施例的一种ZnS纳米片复合光催化剂，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为25nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为4nm；其中ZnS纳米片层为取自实施例3的ZnS纳米片，将ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层通过常规复合法进行复合，得到本实施例的催化剂。
实施例7
本实施例的一种ZnS纳米片复合光催化剂，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为10nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为2nm；其中ZnS纳米片层为取自实施例2的ZnS纳米片，将ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层通过常规复合法进行复合，得到本实施例的催化剂。
实施例8
本实施例的一种ZnS纳米片复合光催化剂，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为20nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为5nm；其中ZnS纳米片层为取自实施例2的ZnS纳米片，将ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层通过常规复合法进行复合，得到本实施例的催化剂。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述催化剂由ZnS纳米片层、TiO2层和ZnS纳米片层组成层状结构，所述层状结构的厚度为10nm～20nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为2nm～5nm。
2.根据权利要求1所述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述层状结构的厚度为12nm～25nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为3nm～4nm。
3.根据权利要求2所述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述层状结构的厚度为18nm；所述层状结构中最外层的ZnS纳米片层的厚度为3.2nm。
4.根据权利要求1所述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，所述ZnS纳米片的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将硫粉和金属锌粉按照物质的量之比为1:1放入电阻加热舟中；
步骤二、将步骤一的电阻加热舟在真空条件下蒸发10min～20min；
步骤三、分离舟底沉积物，得到ZnS纳米片。
5.根据权利要求4所述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，步骤二中所述真空的真空度为1.0×10-2Pa～2.0×10-2Pa。
6.根据权利要求4所述的一种ZnS纳米片复合光催化剂，其特征在于，步骤二中蒸发为在加热电流为150A条件下进行加热蒸发。
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