硫化物纳米复合材料的合成及其光催化性质研究

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金属硫化物纳米材料因其独特的物理和化学性质,在电池、传感器、光催化等领域引起了广泛的关注。但单一组成的纳米材料在各方面的应用上存在局限性,不能满足大范围应用的要求,研究者们通过把两种或几种纳米材料复合,从而优化纳米材料的性质,并且取得了一定的成果。纳米材料的组成和形貌对性质起着重要的作用,因此纳米材料的合成方法成为研究纳米材料的重要任务之一。对于纳米材料的合成方法,目前最为常见的方法为溶剂热法。近十年来,采用胶体法合成金属硫化物纳米材料展现出了很好的发展趋势。本文使用胶体合成法,以油胺、油酸、正十二硫醇为溶剂,在温和的条件下合成了几种硫化物纳米复合材料,并对它们的光催化性质进行了研究。  本文的主要研究内容包括:  1.一步法合成石墨烯状Co3S4负载Ag2S纳米复合物及其光催化性质研究以油胺和正十二硫醇为溶剂,使用二乙基二硫代氨基甲酸银Ag(S2CNEt2)和Co(NO3)2·6H2O为反应物,在油胺和正十二硫醇溶液中通过热分解制得石墨烯状的Co3S4负载Ag2S纳米复合物。相比较之前文献报道的晶种生长法与催化法更为简单,利用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM),紫外可见分光光度计(UV-Vis)等分析测试手段对所得产物进行表征,而且制备的样品在可见光下催化降解亚甲基蓝和甲基橙的实验中,表现出很好的催化活性、稳定性和可再利用性。同时对石墨烯状Co3S4负载Ag2S纳米复合物的光催化机理也进行了探讨。  2.Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物的制备及光催化性质研究采用胶体合成法,以油胺为溶剂,CuI和二乙基二硫代氨基甲酸锌[Zn(S2CNEt2)2]为原料制备出Cu1.94S/ZnS纳米复合物,然后负载Au纳米粒子,制备了Au/Cu1.94S/ZnS三元纳米复合物,利用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),紫外可见分光光度计(UV-Vis)等分析测试手段对所得产物进行表征,考察了可见光下Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物对染料RhB的光催化降解性质。结果显示:Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物具有优异的光催化降解性能,同时对Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物的光催化机理也进行了探讨。  3.Ag2S/ZnS纳米复合物的合成及其光催化性质研究以油胺、正十二硫醇、油酸混合液为溶剂,以二乙基二硫代氨基甲酸银Ag(S2CNEt2)和二乙基二硫代氨基甲酸锌Zn(S2CNEt2)2为反应物,通过热分解生成Ag2S/ZnS的纳米复合物,利用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),紫外可见分光光度计(UV-Vis)等分析测试手段对所得产物进行表征。在实验过程中发现溶剂对产物形貌有着重要的影响。此外,还研究了Ag2S/ZnS纳米复合物在可见光下对罗丹明B溶液的光催化降解作用,结果表明所制备的纳米复合物具有很好的催化活性,同时也对Ag2S/ZnS纳米复合物的光催化机理进行了探讨。  
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