[发明专利]一种用于光催化的半导体纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于光催化的半导体纳米材料，包括以下原料：氯化亚锡甲醇液、酸性溶液、氯化铋溶液、二甲基乙醇胺水溶液、氢氧化钠水溶液；其中，所述酸性溶液为草酸、去离子水和无水乙醇按照重量比为2:3:10的比例混合而成。本发明还公开了所述用于光催化的半导体纳米材料的制备方法。本发明制备的用于光催化的半导体纳米材料具有良好的光催化活性，通过超声波微波协同组合效应制备的用于光催化的半导体纳米材料长度最短可达30纳米，同时在光催化活性评价中的催化活性良好，可以用于光催化分解无机物和有机物生成无毒、无味的二氧化碳、水等，有利于解决环境污染问题，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及功能材料制备技术领域，具体是一种用于光催化的半导体纳米材料及其制备方法。

背景技术

纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，其潜在的重要性毋庸置疑，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料。通过将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，可以具有许多优异性能。例如，纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至出现负值，这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。

当前人类面临着环境污染问题，大量的有机和无机垃圾对人们的生活和环境带来不利影响，因此，利用纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有较强的还原和氧化能力，设计一种半导体纳米材料，用于光催化分解无机物和有机物生成无毒、无味的二氧化碳、水等，成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光催化的半导体纳米材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于光催化的半导体纳米材料，包括以下按照重量份的原料：氯化亚锡甲醇液5-12份、酸性溶液22-35份、氯化铋溶液1-5份、二甲基乙醇胺水溶液0.5-1.5份、氢氧化钠水溶液70-85份；其中，所述酸性溶液为草酸、去离子水和无水乙醇按照重量比为2:3:10的比例混合而成。

作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：氯化亚锡甲醇液6-10份、酸性溶液25-32份、氯化铋溶液2-4份、二甲基乙醇胺水溶液0.7-1.2份、氢氧化钠水溶液75-82份。

作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：氯化亚锡甲醇液8份、酸性溶液30份、氯化铋溶液3份、二甲基乙醇胺水溶液1份、氢氧化钠水溶液80份。

作为本发明再进一步的方案：所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1-3mol/L；所述二甲基乙醇胺水溶液的浓度为0.001-0.01mol/L。

作为本发明再进一步的方案：所述草酸的浓度为3mol/L；所述氯化铋溶液的浓度为0.02mol/L；所述氯化亚锡甲醇液的浓度为0.4mol/L。

作为本发明再进一步的方案：所述氯化铋溶液的制备方法为将氯化铋加入到的适量的聚乙二醇中，以20-45kHz的超声频率进行超声分散10-30min，即得所述氯化铋溶液。

所述用于光催化的半导体纳米材料的制备方法，步骤如下：

1）按照重量份称取氯化亚锡甲醇液，在15-25℃条件下边搅拌边加入氯化铋溶液，送入超声波微波组合反应仪中，在常温下进行处理2-10min，得混合液A；

2）按照重量份称取酸性溶液，在15-25℃条件下边搅拌边滴加步骤1）中得到的混合液A，继续搅拌30-50min，得混合液B；

3）将步骤2）中得到的混合液B陈化4-10h，过滤后用去乙醇和离子水交替清洗，然后放入真空干燥箱中在65℃下进行干燥4小时，得混合料C；