CN115709082B - 一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用 - Google Patents
一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115709082B CN115709082B CN202211408070.1A CN202211408070A CN115709082B CN 115709082 B CN115709082 B CN 115709082B CN 202211408070 A CN202211408070 A CN 202211408070A CN 115709082 B CN115709082 B CN 115709082B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc sulfide
- zinc
- carbon nanotube
- photocatalytic material
- nano tube
- 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.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 11
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 4
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 4
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 4
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 abstract description 3
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，包括如下步骤，将可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中；磁力搅拌至均匀，得溶液A；将A转移至反应釜中反应，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂洗涤，烘箱过夜干燥，得前驱体B；将前驱体B置于马弗炉中，煅烧，保温，得硫化锌/碳纳米管纤维。硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料具有较大的比表面积，碳纳米管纤维增强了材料对可见光的吸收，改善了光生载流子的分布，提高了电子‑空穴对的分离效率，对提高材料的光催化性能起着很重要的作用。硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料在可见光条件下对甲基橙得降解率96%左右。该制备工艺相对简单，易操作。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料及其制备和应用，具体为一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用。
背景技术
随着化学工业的发展，环境污染日益严重。印染废水的排放是造成水污染的重要原因之一。每年都有大量的商业染料排放，这些染料化学性质稳定，对生态环境造成巨大伤害。利用半导体氧化物材料在太阳光照射下能受激活化的特性，可有效的氧化降解有机物为二氧化碳和水等小分子。与传统的净化方法相比，半导体光催化技术具有反应条件温和、无二次污染、操作简单和降解效果明显等优点。二氧化钛是备受关注的光催化剂之一，其低毒、低成本、耐用、超亲水且具有优异的光化学稳定性。
金属硫族化合物是一类重要的材料，以其丰富的物理、化学性质而受到人们的关注。近年来的研究表明，金属硫族化合物中的硫化锌在纳米电子学、光子学、传感器、储能系统电极等方面的应用已引起广泛关注。可用在光催化领域。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料产品。
本发明的又一目的在于：提供上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现，一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，包括下述步骤：
1）将可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1~2 h至均匀，得溶液A ；
2）将A转移至反应釜中160~180 ℃反应8~10 h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂洗涤3~5次，60~80 ℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；
3）将前驱体B置于马弗炉中，以2~5 ℃/min的升温速率升温至600~800 ℃煅烧，保温2~4 h，得硫化锌/碳纳米管纤维。
本发明提供了一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，该制备工艺相对简单，易操作。
所述的锌盐是醋酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种或其组合。
所述的硫醇为十二烷基硫醇、月桂基硫醇、1-二十二烷基硫醇中的一种或其组合。
所述的有机溶剂是丙酮或乙醇中的一种或其组合。
本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，根据上述任一所述方法制备得到。
本发明所得产品硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料具有较大的比表面积，碳纳米管纤维增强了材料对可见光的吸收，改善了光生载流子的分布，提高了电子-空穴对的分离效率，对提高材料的光催化性能起着很重要的作用。
本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料在废水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料具有较大的比表面积，碳纳米管纤维增强了材料对可见光的吸收，改善了光生载流子的分布，提高了电子-空穴对的分离效率，对提高材料的光催化性能起着很重要的作用。该制备工艺相对简单，易操作。
附图说明
图1为实施例1 硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的可见光催化降解率图。
具体实施方式
本发明通过下面具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。
实施例一：
一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，按如下步骤制备：
1）将可溶性醋酸锌、十二烷基硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性醋酸锌、十二烷基硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1h至均匀，得溶液A；
2）将溶液A转移至反应釜中160℃反应10h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂无水乙醇洗涤3次，60℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；
3）将前驱体B置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至600 ℃煅烧，保温2 h，得硫化锌/碳纳米管纤维。
图1是硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的可见光催化降解率图。经过与硫化锌对比，由图可知：经过60 min，硫化锌在可见光条件下对甲基橙得降解率60%左右，而硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料在可见光条件下对甲基橙得降解率96%左右。
实施例二：
一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，按如下步骤制备：
1）将可溶性硫酸锌、月桂基硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性硫酸锌、月桂基硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌2h至均匀，得溶液A；
2）将溶液A转移至反应釜中180℃反应8h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂丙酮洗涤5次，80℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；
3）将前驱体B置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率升温至700 ℃煅烧，保温2h，得硫化锌/碳纳米管纤维。
实施例三：
一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，按如下步骤制备：
1）将可溶性氯化锌、1-二十二烷基硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中，可溶性氯化锌、1-二十二烷基硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1~2 h至均匀，得溶液A；
2）将溶液A转移至反应釜中180℃反应8h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂无水乙醇洗涤3次，80℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；
3）将前驱体B置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率升温至800 ℃煅烧，保温4 h，得硫化锌/碳纳米管纤维。
Claims (6)
1.一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
1）将可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1~2 h至均匀，得溶液A；
2）将溶液A转移至反应釜中160~180℃反应8~10 h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂洗涤3~5次，60~80℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；
3）将前驱体B置于马弗炉中，以2~5℃/min的升温速率升温至600~800 ℃煅烧，保温2~4h，得硫化锌/碳纳米管纤维。
2.根据权利要求1所述的一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的锌盐是醋酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的硫醇为十二烷基硫醇、月桂基硫醇、1-二十二烷基硫醇中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的有机溶剂是丙酮或乙醇中的一种或其组合。
5.一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，根据上述任一所述方法制备得到。
6.一种根据权利要求5所述硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料在废水处理中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211408070.1A CN115709082B (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211408070.1A CN115709082B (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115709082A CN115709082A (zh) | 2023-02-24 |
| CN115709082B true CN115709082B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=85232745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211408070.1A Active CN115709082B (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115709082B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104941664A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-09-30 | 上海大学 | 能有效降解甲基橙的ZnS纳米光催化剂的制备方法 |
| CN105347388A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-02-24 | 南京工程学院 | 一种硫化锌-石墨烯纳米复合材料的制备方法 |
| CN108190940A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-22 | 四川理工学院 | 一种硫化锌光催化纳米材料的制备方法 |
| CN112604698A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-06 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种氧缺陷二硫化钛@碳纳米盘光催化材料的制备方法及产品和应用 |
| CN114031098A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-02-11 | 无锡市泽镁新材料科技有限公司 | 一种高比表面积的氧化镁制备方法 |
-
2022
- 2022-11-10 CN CN202211408070.1A patent/CN115709082B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104941664A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-09-30 | 上海大学 | 能有效降解甲基橙的ZnS纳米光催化剂的制备方法 |
| CN105347388A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-02-24 | 南京工程学院 | 一种硫化锌-石墨烯纳米复合材料的制备方法 |
| CN108190940A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-22 | 四川理工学院 | 一种硫化锌光催化纳米材料的制备方法 |
| CN112604698A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-06 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种氧缺陷二硫化钛@碳纳米盘光催化材料的制备方法及产品和应用 |
| CN114031098A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-02-11 | 无锡市泽镁新材料科技有限公司 | 一种高比表面积的氧化镁制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115709082A (zh) | 2023-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107362833B (zh) | 一种动物毛发类光催化剂的制备方法 | |
| WO2022047813A1 (zh) | 基于多元素共掺杂TiO2纳米光催化材料的有机废水处理方法 | |
| CN108940332B (zh) | 一种高活性MoS2/g-C3N4/Bi24O31Cl10复合光催化剂的制备方法 | |
| CN103831108A (zh) | 一种负载铁酸铜的活性炭纤维及其制备方法、应用和降解活性偶氮染料废水的方法 | |
| CN111821966A (zh) | 一种黑色TiO2纳米片光催化剂的制备方法 | |
| CN112536049B (zh) | 一种Bi2Se3和TiO2纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104307538A (zh) | 一种高效复合光催化材料的制备及应用方法 | |
| CN104722326A (zh) | 一种CuS/g-C3N4纳米球花复合物催化剂的制备方法 | |
| CN109289872B (zh) | 一种全光谱响应二氧化碳还原复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN108686658B (zh) | 一种C-QDs-Fe2O3/TiO2复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN112495399A (zh) | 一种MoS2纳米花-Ag掺杂多孔BiVO4的光催化降解材料的制法 | |
| CN111036272B (zh) | 一种C3N4/LaVO4复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN110624527A (zh) | 三维有色二氧化钛光催化材料的制备方法及其产品和应用 | |
| CN100594976C (zh) | 纳米二氧化钛光催化室内净化剂的制备方法 | |
| CN112604698B (zh) | 一种氧缺陷二硫化钛@碳纳米盘光催化材料的制备方法及产品和应用 | |
| CN115709082B (zh) | 一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用 | |
| CN110586057B (zh) | 杂化改性TiO2复合光催化剂、其制备及用途 | |
| CN104785279A (zh) | 硫化金属氧化物/二氧化钛纳米管光催化剂及制备与应用 | |
| CN117380218A (zh) | 碳骨架支撑超薄二硫化钛纳米片光催化材料的制备方法 | |
| CN111330597A (zh) | 一种以木质素磺酸钠为硫源制备C/ZnO/ZnS三元纳米复合物的方法 | |
| CN115445595A (zh) | 一种二氧化钛纳米片光催化材料的制备方法及其产品和应用 | |
| CN107519852A (zh) | 一种常温制备高效纳米二氧化钛光催化剂的方法 | |
| CN114950512A (zh) | 一种TiO2/TiC/Fe3O4易分离光热催化剂及其制备方法 | |
| CN109289887A (zh) | 一种氮、钒共掺杂二氧化钛/钽酸铋z型异质结光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN111569905B (zh) | 一种CuInS2/TiO2复合光催化剂及其制备方法与应用 |
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 |