[发明专利]一种制备四元硫化物量子点基异质结高效光催化剂方法

说明书

本发明涉及Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ₂族硫化物，特指利用简单快速的水热法制备AgIn₅S₈‑ZnS/MoS₂异质结复合光催化剂，可用于可见光下降解罗丹明B染料。将AgIn₅S₈‑ZnS纳米晶与四水合钼酸铵、硫脲混合搅拌在200度条件下水热反应8小时，反应结束后经过过滤，洗涤，干燥得到AgIn₅S₈‑ZnS/MoS₂异质结复合光催化剂，其中MoS₂与AgIn₅S₈‑ZnS纳米晶的质量比分别为1％‑30％，光催化性能最优化质量比为5％。通过在可见光下降解罗丹明B(RhB)实验证明所制备的复合光催化剂具有良好的光催化活性。

技术领域

本发明涉及Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ₂族硫化物，特指利用简单快速的水热法制备AgIn₅S₈-ZnS/MoS₂异质结复合光催化剂，可用于可见光下降解罗丹明B染料。

背景技术

AgIn₅S₈-ZnS纳米晶是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ₂族直接带隙三元硫化物半导体，纳米尺寸、可见光响应，不仅具备了量子点所具有的优异性能，同时以其低毒环保的优点有望取代Cd系量子点在各领域的应用；其很强的量子限域效应使得其具备尺寸可调的光学性质，比表面积大提供更多的活性位点，纳米结构能够减小载流子向催化剂表面扩散的距离，有效提高光生载流子的迁移速率，更有利于实现高效光催化分解有机物；目前，Wenjuan Zhang等人(Journal of Solid State Chemistry 183(2010)2466–2474.)研究了利用微波法制备AgIn₅S₈粉体并验证在可见光下降解甲基橙效果，材料尺寸在微米级别以上，比表面积低，光催化降解效率低。Jiangluqi Song等人(Inorg.Chem.2015,54,1627-1633.)研究了利用水热法合成Zn掺杂AgIn₅S₈量子点在不同时间和温度、不同L-半胱氨酸浓度及乙酸锌含量的情况下光学性质的变化，最后制备出AgIn₅S₈/ZnS核壳结构并研究生物方面的应用；JianhuaHan等人(ACS Appl.Mater.Interfaces 2014,6,17119-17125.)成功制备出AgInS₂修饰ZnO纳米棒构筑复合体系在全固态混合太阳能电池方面的应用；Kan Li等人(ACS Catal.2013,3,170-177.)研究了AgIn₅S₈/TiO₂异质结纳米复合物，具有很强的可见光响应光催化活性，然而，构筑从优化界面结构生长的AgIn₅S₈-ZnS/MoS₂异质结复合光催化剂的应用还没有。

发明内容

本发明目的在于提供一种简单快速的AgIn₅S₈-ZnS/MoS₂异质结材料的合成方法，该方法以硝酸银、硝酸铟、二水合乙酸锌、L-半胱氨酸、硫代乙酰胺、四水合钼酸铵、硫脲为原料，利用水热法来合成具有良好可见光催化活性的纳米异质结复合光催化剂的方法。

本发明通过以下步骤实现：

(1)将AgIn₅S₈-ZnS纳米晶与四水合钼酸铵、硫脲混合搅拌在200度条件下水热反应8小时，反应结束后经过过滤，洗涤，干燥得到AgIn₅S₈-ZnS/MoS₂异质结复合光催化剂，其中MoS₂与AgIn₅S₈-ZnS纳米晶的质量比为1％-30％，光催化性能最优化质量比为5％。