[发明专利]一种β型活性硫化锌及其制备方法

说明书

本发明提出了一种β型活性硫化锌及其制备方法，属于硫化锌制备技术领域，向含有致孔剂、表面活性剂、Zn盐、络合剂、硫源、水溶性引发剂的水相中加入含有苯乙烯单体的油相，混合乳化，引入金属元素，反应制得的微球经四氢呋喃溶解聚苯乙烯后，煅烧，酸洗，并活化得到β型活性硫化锌。与传统合成ZnS的方法相比，该方法步骤减少，合成条件温和，方法简便易行，合成材料的形貌控制稳定，所得产物可应用于电催化、红外荧光、半导体、高分子材料、新能源材料等领域，制得的硫化锌微球为β型，具有极好的光电性能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及硫化锌制备技术领域，具体涉及一种β型活性硫化锌及其制备方法。

背景技术

硫化锌是Ⅱ-Ⅳ族硫化物半导体材料，是具有直接宽带系的半导体材料，在 300K时，其禁带宽度Eg＝3.647eV，相应的紫外吸收带边为340.6nm。在Brus公式中，其有效质量μ＝0.176me，介电常数ε＝8.3。其电致发光和光致发光效率很高，是目前多荧光色粉的重要基质材料。由于硫化锌具有的非线性光学性质、发光性质、量子尺寸效应及其它重要的物理化学性质，其应用范围十分广泛，如各种发光装置、激光与红外探测器件、红外窗口与非线性光学材料、陶瓷及热塑塑料等领域。现有生产技术中，硫化锌的生产通常采用提纯闪锌矿或硫化氢与锌盐溶液反应，此类生产工艺复杂，反应不充分，提纯、分离不完全导致硫化锌颗粒粗大，粒径不均一，在实际应用中，其活性低、分散性差易团聚。同时，硫化氢有剧毒，对于生产存在巨大安全隐患，对于环境危害也十分严重。

中国专利CN107857292A公开了一种硫化锌的制备生产线，以硫酸锌和硫化氢气体为反应原料制备硫化锌。该硫化锌制备方法在反应原料中使用了有毒的硫化氢气体，对环境造成较大危害。

中国专利CN102531040A的中国专利中提出了制备多光谱ZnS的工艺方法，该工艺方法使用热等静压炉对原生CVD ZnS进行处理，获得了具有全谱段透过ZnS材料。该材料虽然具有良好的光学性能，却损失了CVD ZnS材料所具备的良好机械性能，硬度156kg/mm²，抗弯强度60MPa，无法满足高速飞行武器制导系统对光学窗口的强度使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种β型活性硫化锌及其制备方法，与传统合成ZnS 的方法相比，该方法步骤减少，合成条件温和，方法简便易行，合成材料的形貌控制稳定，所得产物可应用于高分子树脂加工、光伏器件、光催化剂、气敏传感器等领域，制得的硫化锌微球为β型，具有极好的光电性能，具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种β型活性硫化锌的制备方法，向含有致孔剂、表面活性剂、 Zn盐、络合剂、硫源、水溶性引发剂的水相中加入含有苯乙烯单体的油相，混合乳化，引入金属元素，反应制得的微球经四氢呋喃溶解聚苯乙烯后，煅烧，酸洗，并活化得到β型活性硫化锌。

作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：

S1.将苯乙烯单体溶于有机溶剂中，得到油相；

S2.将致孔剂、表面活性剂、Zn盐、络合剂、硫源、水溶性引发剂溶于水中，得到水相；

S3.将油相加入水相中混合，乳化，调节pH值，引入金属元素，加热搅拌反应，离心，洗涤，得到多孔ZnS/Ps纳米微球；

S4.将步骤S3制得的多孔ZnS/Ps纳米微球加入四氢呋喃溶剂中反应，离心，洗涤，煅烧，得到多孔β型ZnS纳米微球；

S5.用酸洗剂洗涤多孔β型ZnS纳米微球，洗涤后用水漂洗至中性，使用活化剂活化改性，得到β型活性硫化锌。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙酸甲酯、氯仿、四氯化碳中的至少一种；所述苯乙烯单体在油相中的含量为15-20wt％。