[发明专利]一种SnS2/Mn3O4三维多级结构的合成方法及所得产品

说明书

本发明公开了一种SnS₂/Mn₃O₄三维多级结构的合成方法及所得产品，步骤包括：将锡盐、硫代乙酰胺、对苯二胺和无水乙醇混合，得透明溶液，将透明溶液进行溶剂热反应，得SnS₂花状自组装体；将SnS₂花状自组装体分散于丙三醇和水的混合溶剂中，然后加入PVP、锰盐和乙酸钠，混合均匀，得混合液；将混合液进行溶剂热反应，得产物。本发明通过两步溶剂热反应得到了形貌可控的SnS₂/Mn₃O₄复合材料，本发明SnS₂/Mn₃O₄三维多级结构微观形貌新颖、尺寸可控，反应进程易于调节，产物均匀性好，重复性高，在光催化领域具有较好的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种SnS₂/Mn₃O₄复合材料的合成方法，具体涉及一种形貌可控的SnS₂/Mn₃O₄三维多级结构的合成方法及所得产品。

背景技术

作为无机半导体材料的典型代表，硫化物半导体材料具有独特的光学、电学和磁学性能，主要应用于太阳能电池、超级电容器、光催化裂解水、光电器件、生物传感、气敏材料等领域，受到了人们的广泛关注。其中，金属硫化物的带隙普遍较窄，且容易通过掺杂或复合改性等方式进行调控，能够在可见光光波的激发下显示出良好的光催化性能，在绿色能源、环境治理等方面发挥着重要作用。

SnS₂属于禁带宽度（2.18-2.44 eV）较窄的n型半导体材料，具有层状CdI₂型的晶体结构，环境友好、物化性能稳定、电学和光学性能特殊，已经在锂电池、钠电池、光电转换器、光催化产氢等方面得到应用。研究发现，利用不同制备技术得到的SnS₂半导体材料的微观形貌差异性大，表面结构与活性位点存在显著不同，严重影响着SnS₂半导体材料的可见光光催化性能。因此，探索SnS₂微纳米材料的合成新方法及新形貌是目前该领域的研究热点。目前，国内外报道的SnS₂微纳米结构主要集中于纳米片、球形颗粒、纳米棒、纳米线等。由于SnS₂晶体的成核与长大过程较难控制，很少有报道利用溶剂热反应法合成三维SnS₂花状自组装体的研究工作。

Mn₃O₄是一种常见的过渡金属氧化物材料，具有较好的光学、电学及力学特性，在光催化、催化、锂电池等方面应用较多。近年来，Mn₃O₄微纳米材料常作为第二相组分负载于基体表面，达到表面改性和优化性能的目的。人们通过水热法、沉淀法、微波辅助法等可以实现具有不同形貌特征（棒状、球形颗粒、八面体等）的Mn₃O₄微纳米材料在基体材料表面的复合过程。例如，“J.W. Lee, A.S. Hall, J.D. Kim, T.E. Mallouk, Chem. Mater., 2012,24, 1158-1164”报道了以氧化石墨烯和高锰酸钾为原料，乙二醇为还原剂，利用无模板的溶剂热反应得到了氧化石墨烯/ Mn₃O₄纳米棒的复合材料。通常情况下，Mn₃O₄微纳米材料在基体表面的负载过程是随机、无序的，常伴随明显的团聚现象。

目前，人们对于SnS₂/Mn₃O₄三维多级结构的研究尚处于起步阶段，理论指导较少，实验过程较为复杂，因此，探索SnS₂和Mn₃O₄在不同生长环境中的有序自组装过程具有重要的理论和实际意义。

发明内容