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AgInS2、AgIn5S8三元金属硫化物微/纳米材料具有独特的物理和化学性能,在许多领域,特别是在光催化及太阳能窗口材料方面,表现出了广阔的应用前景。因此,研究其制备方法、形貌、结构及性能具有重要的意义。
本文应用湿化学合成方法制备了AgInS2、AgIn5S8微纳颗粒,表征了产物的组成、结构和光催化性质。主要研究结果如下:
(1)利用多元醇回流法成功地制备出尺寸分布较窄的立方尖晶石型AgIn5S8亚微米球,并对其可见光光催化活性进行了研究。结果表明AgIn5S8亚微米球具有高的可见光光催化降解甲基橙和对硝基苯酚的活性。
(2)以巯基乙酸为包覆剂,硫代乙酰胺为硫源,在水溶液中制备出立方尖晶石型AgIn5S8微米球,并对其可见光光催化活性进行了研究。结果表明AgIn5S8微米球具有高的可见光光催化降解甲基橙和对硝基苯酚的活性。
(3)在水溶液中制备了AgIn5S8/AgInS2复合物。以甲基橙作为模型污染物,系统地研究了制备时间、投料比、煅烧温度、煅烧环境及催化剂用量等因素对AgIn5S8/AgInS2复合物可见光光催化活性的影响,并考察了该光催化剂的稳定性。结果表明AgIn5S8/AgInS2复合物的可见光光催化活性高于AgIn5S8或AgInS2,且稳定性较高。在AgIn5S8/AgInS2复合物的催化作用下,可见光照射10min后,甲基橙的降解率可高达97.5%;催化剂使用6个循环后,可见光照射10min后,甲基橙的降解率仍能达到近60%。
(4)利用回流法对AgInS2纳米粒子进行后处理,研究了模板剂的种类及浓度、回流溶剂种类、回流时间及温度对纳米粒子形貌的影响。结果表明,与水相比,乙醇更适合作回流溶剂。当用乙醇作为回流溶剂时,用CTAB为模板剂制得链式纳米结构;CPB为模板剂时制得粒径分布较窄的AgInS2纳米球,且增加CPB的浓度可以使尺寸分布变窄。在CPB的乙醇溶液中进行回流时,升高回流温度或延长回流时间使AgInS2纳米球的粒径增大,尺寸分布变宽。