[发明专利]一种笼状结构硫化镉颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种笼状结构硫化镉颗粒及其制备方法和应用。本发明的笼状结构硫化镉颗粒具有由棒状硫化镉聚集形成的笼状结构，其制备方法包括以下步骤：1)将镉源和硫源分散在水中，再加入醇类溶剂，得到反应混合液；2)将步骤1)的反应混合液置于紫外光照射下进行反应，得到笼状结构硫化镉颗粒。本发明的笼状结构硫化镉颗粒的光催化活性高、不易发生团聚，且其制备工艺简单、反应条件温和、原料易得、能耗低、产量高、环境友好，在光催化制氢方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种笼状结构硫化镉颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术，具有操作简单可控、能耗低等优点。光解水制氢技术始自1972年，由日本东京大学Fujishima A教授和Honda K教授首次报告发现TiO₂单晶电极光催化分解水可以产生氢气，从而揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性，开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。

硫化镉是一种可见光响应的光催化剂，带隙为2.42eV，是光解水制氢的各种硫化物中性能最为突出的半导体光催化剂之一。硫化镉的性能与晶粒尺寸和形状等密切相关，因此，关于纳米硫化镉的研究引起了许多人的注意。目前，纳米硫化镉的合成方法主要包括水热化、模板法、微乳液法等，普遍存在操作复杂、能耗高等问题，而且制备得到的纳米硫化镉还存在易团聚、性能差等问题，难以大面积应用。

因此，亟需开发一种结构新颖、性能优异的硫化镉光催化剂。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有笼状结构的硫化镉颗粒。

本发明的目的之二在于提供上述笼状结构硫化镉颗粒的制备方法。

本发明的目的之三在于提供上述笼状结构硫化镉颗粒用作光催化的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种笼状结构硫化镉颗粒，具有由棒状硫化镉聚集形成的笼状结构。

优选的，所述笼状结构硫化镉颗粒的粒径为0.2μm～1.2μm。

优选的，所述棒状硫化镉的长度为40nm～80nm。

优选的，所述笼状结构硫化镉颗粒的笼壁上的孔洞直径小于30nm。

上述笼状结构硫化镉颗粒的制备方法包括以下步骤：

1)将镉源和硫源分散在水中，再加入醇类溶剂，得到反应混合液；

2)将步骤1)的反应混合液置于紫外光照射下进行反应，得到笼状结构硫化镉颗粒。

优选的，上述笼状结构硫化镉颗粒的制备方法包括以下步骤：

1)将镉源和硫源分散在水中，再在超声过程中加入醇类溶剂，得到反应混合液；

2)将步骤1)的反应混合液置于紫外光照射下进行反应，过滤，对滤得的固体进行洗涤和干燥，得到笼状结构硫化镉颗粒。

优选的，步骤1)所述镉源、硫源的摩尔比为0.25:1～2:1。

进一步优选的，步骤1)所述镉源、硫源的摩尔比为1.2:1～1.8:1。

优选的，步骤1)所述镉源为硫酸镉、氯化镉、氢氧化镉中的至少一种。

进一步优选的，步骤1)所述镉源为硫酸镉。

优选的，步骤1)所述硫源为硫化钠、硫代硫酸钠中的至少一种。

进一步优选的，步骤1)所述硫源为硫代硫酸钠。

优选的，步骤1)所述水、醇类溶剂体积比为1:1～4:1。