[发明专利]一种纳米硫化镉-二氧化钛复合物的制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米硫化镉‑二氧化钛复合物光催化剂的制备方法，使用三氯化钛为原料，通过水热法反应制得二氧化钛纳米棒，再使用二氧化钛纳米棒与硝酸镉和硫化钠反应，制得纳米硫化镉‑二氧化钛复合物。本发明纳米硫化镉‑二氧化钛复合物具有非常好的光催化性能，在常温、常压和光照下，就能快速将废水中有机污染物，特别是农药等有机污染物降解为H₂O﹑CO₂等无污染物质，并且本发明制备的纳米硫化镉‑二氧化钛复合物可以多次重复利用，具有持久的光催化活性。

技术领域

本发明涉及一种纳米硫化镉-二氧化钛复合物的制备方法，具体属于光催化剂技术领域。

背景技术

在环境中，水污染是目前环境的主要污染之一，尤其是水体中的有机物污染。有机污染物的毒性较大、环境释放率较高、影响面也较广，由于其品种繁多及可观的生产量和使用量，给人类健康和环境带来了很大程度的危害。有机污染物使得土壤质量下降、水体水质污染、食品污染物残留超标，给环境带来了很大的破坏。我国水污染最主要的来源是工业废水﹑农业废水和城市生活污水，这些废水中主要污染物是可溶性有机污染物。它们通过各种途径进入环境，大部分进入水体，造成各种水体的污染。因此，建立有效的降解水中有机污染物的方法对于保护水资源起着重要的作用。

目前对于机污染物废水处理方法主要有微生物的降解、多孔材料的吸附和光催化降解等。众所周知，微生物的生长和降解作用均需要特定的条件，如温度、湿度、营养物等，环境条件要求苛刻，使其广泛应用于有机废水处理过程中受到局限。多孔材料由于其脱附过程较为困难，使得其重复利用性能较差，广泛应用于有机废水处理比较困难。

TiO₂颗粒由于具有较高的化学稳定性、热稳定性以及优良的光学、力学和电学特性，被应用于诸多工业领域。其中锐钛型TiO₂具有良好的光催化活性，尤其是当颗粒尺寸降到纳米级别时，催化能力更好，在催化降解有机污染物方面具有广泛的应用。但是由于其有一些固有的缺陷，限制了其在现实中的利用。二氧化钛是一种宽禁带半导体(金红石3.0ev，锐钛矿3.2ev)，只能吸收紫外光，而紫外光能量只占太阳光能量的4％，二氧化钛对于太阳光的利用率很低；同时，紫外光激发半导体产生光生电子-空穴对，光生电子和空穴与附着在二氧化钛上的有机污染物发生作用，将其降解为水和二氧化碳，但是光生电子和空穴的复合速率远大于与有机物发生作用的速率，这样大大降低了二氧化钛光催化性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种纳米硫化镉-二氧化钛复合物(纳米CdS-TiO₂复合物)的制备方法。

所述的纳米硫化镉-二氧化钛复合物使用三氯化钛为原料，通过水热法反应制得二氧化钛纳米棒，再使用二氧化钛纳米棒与硝酸镉和硫化钠反应，制得纳米硫化镉-二氧化钛复合物，制备步骤如下：

(1)TiO₂纳米棒的制备：将正戊醇和正己烷混合，将CTAB加入到正戊醇和正己烷的混合液中，再加入TiCl₃溶液，搅拌后，在150～200℃下进行水热反应4～6h，分离出固态物质，即为TiO₂纳米棒；

(2)TiO₂纳米棒与纳米CdS复合：将步骤(1)制得的TiO₂纳米棒加入到2-巯基丙酸溶液当中，反应10～14h后烘干；加入硝酸镉溶液，继续反应10～12h，然后分离出固体并将固体加入到硫化钠溶液中，反应12h；最后分离出固体物质，即为纳米硫化镉-二氧化钛复合物。

优选的，步骤(1)中，TiCl₃溶液的质量分数为17％。