[发明专利]一种片状硫化镉‑硫化锑复合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状硫化镉-硫化锑（CdS/Sb₂S₃）复合物及其制备方法与应用。

背景技术

随着化学工业的发展，污染问题引起了广泛的关注。早在20世纪70年代，日本东京大学的教授Fujishima和Honda发现TiO₂在光照下可以分解水，而且还可以降解有机污染物。此后，光催化材料与技术得到了较快的发展。与传统的净化环境处理方法相比，半导体光催化技术拥有反应条件温和、无二次污染、操作简单和降解效果显著等优势。但TiO₂带隙较小，对光的吸收仅限于紫外区，空穴与电子的重新复合影响半导体的光催化效率。

在科学探索中，硫化锑，硫化镉，硫化铋等在可见光下响应的高性能催化剂不断发现，促进了光催化技术的不断发展。硫化锑的带隙为1.72eV,覆盖了太阳光谱的范围，在已报道的文献中，硫化锑作为光电材料，在微波，储能，各种各样的光电装置中得到了广泛的应用。然而，硫化锑在光催化领域作为光催化剂被报道的次数很少。Sun 等人在2008年发表了一篇关于可见光下硫化锑降解甲基橙的文献，(Sun. et al. J. Phys. Chem. C 2008)。根据其实验结果，硫化锑具有一定的光催化活性，并且很稳定。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种具有更佳光催化活性的新物质。

为了达到上述目的，本发明提供了一种片状硫化镉-硫化锑复合物。复合物以片状硫化锑为基材，其上附着有硫化镉微米颗粒；所述片状硫化锑的长宽比为6：1-7:1；所述硫化镉微米颗粒的粒径大小为0.3μm-4.8μm。

本发明还提供了上述片状硫化镉-硫化锑复合物的制备方法。包括以下步骤：

（1）将片状硫化锑加入水中，充分搅拌至分散均匀；所述片状硫化锑与水的加入比例为：0.5g:15mL；

（2）在搅拌的条件下，向步骤（1）分散均匀的片状硫化锑中逐滴加入醋酸镉水溶液，接着逐滴加入硫化钠水溶液，再用蒸馏水定容至45mL，充分搅拌10min；所述醋酸镉水溶液的浓度为0.03463mol/L-0.06925mol/L；所述硫化钠水溶液的浓度为0.03463mol/L-0.3463mol/L；所述片状硫化锑与醋酸镉的摩尔比为42.54:1-0.85:1；所述醋酸镉与硫化钠的摩尔比为1:1；

（3）将步骤（2）中的混合溶液转入高压釜中，160℃恒温水热反应24小时，离心洗涤干燥。

其中，步骤（2）中醋酸镉水溶液的最佳浓度为0.06925mol/L，硫化钠水溶液的最佳浓度为0.03463mol/L；所述片状硫化锑与醋酸镉的最佳摩尔比为2.13:1。

本发明还提供了上述片状硫化镉-硫化锑复合物在光催化剂方面的应用。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用原位复合的方法制备片状硫化镉-硫化锑复合物，简单易操作，且制备得到的复合物具有很高的光催化活性（明显高于片状硫化锑）。

附图说明

图1为片状硫化锑的扫描电子显微镜（SEM）图；

图2为硫化镉和硫化锑复合质量比为1:100时得到的复合物的扫描电子显微镜图；

图3为硫化镉和硫化锑复合质量比为5:100时得到的复合物的扫描电子显微镜图；

图4为硫化镉和硫化锑复合质量比为10:100时得到的复合物的扫描电子显微镜图；

图5为硫化镉和硫化锑复合质量比为20:100时得到的复合物的扫描电子显微镜图；

图6为硫化镉和硫化锑复合质量比为30:100时得到的复合物的扫描电子显微镜图；

图7为硫化镉和硫化锑复合质量比为50:100时得到的复合物的扫描电子显微镜图；

图8为片状硫化锑和不同复合比例的片状硫化镉-硫化锑复合物的X射线衍射（XRD）图；

图9为片状硫化锑和不同复合比例的片状硫化镉-硫化锑复合物的光催化活性对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

制备实施例

片状硫化锑的制备：在烧杯中加入40mL水，在较高的室温（15℃-40℃）下搅拌，加入0.9306g(2.5mmol)乙二胺四乙酸二钠，搅拌至溶液澄清后，加入0.57g(2.5mmol)氯化锑、0.2925g(3.75mmol)硫化钠，充分搅拌得橙色混合反应液，将反应液转入高压釜，在160℃下水热反应24小时，离心洗涤干燥，得到片状硫化锑。