[发明专利]一种花状硫铟铜-硫铟钴复合材料的制备方法

说明书

本发明介绍了一种花状硫铟铜‑硫铟钴复合材料的制备方法，属于无机材料制备领域。本方法制备步骤主要包括：前驱体溶液的制备‑前驱体浑浊液为模板形成花状硫铟铜‑硫铟钴复合材料。本发明的特点是形成一种花状硫铟铜‑硫铟钴复合物，其具有制备成本低、步骤简单、绿色无毒、比表面积大、吸收光性能强等优点，在光催化、电催化和传感器领域具有极大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种花状硫铟铜-硫铟钴复合材料的制备方法，属于无机半导体材料的制备领域。

背景技术

近年来，能源危机和环境污染成为困扰研究人员的两大难题，因此开发无污染、可再生、低成本、环境友好的绿色新材料给研究带来巨大挑战。三元硫化物半导体材料是一类新兴的半导体材料，因其具有低毒、带隙窄、吸收系数大、光稳定性好、多的电活性中心、高的电导率等优点，在多种光电器件、光催化以及光电生物传感领域广泛使用。

硫铟铜，在低温相主要为黄铜矿型结构，是一种直接带隙半导体材料，具有独特的光学以及电学性能。由于其具有结晶程度好、元素组分均匀、光吸收系数大、比表面积大等优点，可被广泛应用于催化剂、太阳能电池、塑料薄膜等；硫铟钴，是一种尖晶石型半导体材料，具有稳定的化学性质，由于尖晶石结构中存在的空穴缺陷和较大的表面能，研究人员发现尖晶石型半导体材料可以作为一种高性能的催化材料。

目前对于硫铟铜和硫铟钴的制备有多种方法，主要包括气相沉积法、电化学沉积法、喷雾热解法等。上述方法过程需要较高的温度、制备方法复杂、仪器昂贵、需要时间较长，导致颗粒生长不均匀。研究表明，合适的粒径和较窄的粒径分布可以优化半导体材料的吸收范围，从而提高催化转换效率。因此，制备一种低成本、环境友好、绿色无毒、比表面积大、吸收光性能强、性能优良的无机半导体材料是一项重要课题。

发明内容

针对目前存在的问题，本发明提供一种花状硫铟铜-硫铟钴复合材料简单有效的制备方法。

为了解决上述问题，本发明是通过以下措施来实现的：一种花状硫铟铜-硫铟钴复合材料，其特征包括以下步骤：

（1）前驱体溶液的制备：首先称取51.12 mg的四水三氯化铟、54.18 mg硫代乙酰胺和170 mg的柠檬酸，溶于30 mL去离子水中，然后在磁力搅拌器上将溶液混合10 min，随后在水浴中90 °C反应3 h，即可获得前驱体浑浊液；

（2）以步骤（1）获得的前驱体浑浊液为模板制备花状硫铟铜-硫铟钴复合材料：首先向步骤（1）获得的前驱体浑浊液中加入27.71 mg的六水硝酸钴、44.25 mg的三水硝酸铜、30.60 mg的两水氯化铜和102.24 mg的四水三氯化铟，然后在磁力搅拌器上将溶液混合10min，随后加入108.36 mg的硫代乙酰胺、340.56 mg的柠檬酸和30 mg的硼酸，继续在磁力搅拌器上将溶液混合10 min，最后将上述溶液转移到50 mL不锈钢聚四氟乙烯内衬高压釜中，于高压釜中180 °C反应5 h，随后将浑浊液10000 rpm离心5 min，并用去离子水洗涤三次，乙醇洗涤三次，在60 °C条件下干燥10 h，即可获得花状硫铟铜-硫铟钴复合材料，样式如附图1所示。

本发明的有益效果：

（1）该方法减少原有复杂步骤，制备方法简单、成本低且绿色无毒。

（2）该方法制备的花状硫铟铜-硫铟钴复合材料具有均一性、导电率高等特性，可以作为连接电极的材料。

（3）该方法制备的花状硫铟铜-硫铟钴复合材料比表面积大、三维活性位点多，极大地提高了单一半导体材料的催化转化效率。

附图说明

图1：花状硫铟铜-硫铟钴复合材料的扫描电镜图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面通过具体实施方式进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施案例。