一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無機功能材料領域中的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構，它以聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球作為模板、硫化鎘納米晶作為填充物經(jīng)沉積、煅燒來制備得到的。本發(fā)明所述硫化鎘反蛋白石結構合成條件簡單，成本低，重復性高，制備的樣品形貌完整，并且反蛋白石結構在光解水產(chǎn)氫性能方面具有顯著的優(yōu)勢，具有廣泛且潛在的能源應用前景。
【專利說明】一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無機納米功能材料領域，具體涉及一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構及其制備方法。
【背景技術】
[0002]CdS是典型的I1-VI族半導體，禁帶寬度為2.51ev，具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換特性，在催化、非線性光學、磁性材料等新材料方面有廣闊的應用前景。采用新興的納米技術將CdS納米化以后，能賦予這種功能材料既有別于體相材料又不同于單個分子的特殊性質(zhì)。特別是將硫化鎘作為骨架材料來合成大孔-介孔反蛋白石結構，使得CdS納米結構材料既具有較大比表面積，也有優(yōu)良的光學物理性質(zhì)。因此這類CdS大孔-介孔反蛋白石結構在太陽能電池、氣體催化、光催化、氣敏傳感器等方面有許多很有潛力的應用。
[0003]目前為止，硫化鎘的研究主要集中在量子點的制備技術、形貌控制和表面修飾摻雜等方面。硫化鎘的應用主要集中在利用其光致發(fā)光性能制作發(fā)光器件。雖然硫化鎘用于反蛋白石結構已有報道，但是大多集中于氧化物反蛋白石結構(如二氧化硅、二氧化鈦等)負載硫化鎘量子點或納米顆粒。以硫化鎘納米晶為骨架材料制備反蛋白石結構國內(nèi)外鮮有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構及其制備方法，制備的硫化鎘反蛋白石結構具有規(guī)則排列的大孔，對光子的吸收率增加，光解水產(chǎn)氫性能優(yōu)異。
[0005]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為:
[0006]一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構，它以聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球作為模板、硫化鎘納米晶作為填充物經(jīng)沉積、煅燒來制備得到的。
[0007]—種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其過程如下:
[0008]按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘納米晶的質(zhì)量比為1: (0.7-1.3)，將聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球水溶液與所述的硫化鎘納米晶溶膠混合，攪拌反應8-10h，將玻璃片放入其中進行垂直沉積，待沉積結束后，煅燒去除模板小球，冷卻后得到硫化鎘反蛋白石結構。
[0009]按上述方案，所述聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球水溶液濃度為8wt% -1Owt % ;所述硫化鎘納米晶溶膠的濃度0.004-0.005mol/L。
[0010]按上述方案，所述沉積的溫度為40-60°C，沉積速率為l_3m/天，沉積方式為垂直沉積。
[0011]按上述方案，所述煅燒的溫度為300-500°C，煅燒時采用空氣氣氛。[0012]按上述方案，所述煅燒時的升溫機制為:40°C _70°C保溫0.5-1小時；70°C -400°C保溫4-8小時；升溫速率為1°C /h。
[0013]按上述方案，所述聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球的制備方法，包括如下步驟:
[0014]I)將3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀(SPM)、過硫酸銨、碳酸氫銨和去離子水的質(zhì)量比為0.5?1:4:8:100，得到溶液A ;
[0015]2)將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和去離子水按照體積比為18:1:88混合，攪拌均勻后，在惰性氣體的保護下升溫至70-80°C，保溫5-10min，即為溶液B;然后按體積比為1:12將溶液A加到溶液B中，70-800C，保溫8-10h，得到均一的模板小球乳液；
[0016]3)從模板小球乳液抽濾出模板小球，洗滌、干燥后得聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球粉末。
[0017]按上述方案，所述硫化鎘納米晶溶膠的制備方法，包括如下步驟:
[0018]I)按照硝酸鎘和巰基乙酸的摩爾比為1:1?2，將巰基乙酸滴加到硝酸鎘溶液中，反應后得到白色渾濁溶液，然后向所述白色渾濁溶液中投入氫氧化鈉，直到溶液PH為9-10 ；
[0019]2)按照硝酸鎘與硫化銨的摩爾比為1:0.75?1，將硫化銨水溶液滴加到步驟2)所得的澄清溶液中，攪拌均勻后即為硫化鎘前驅(qū)體溶液；然后將所述硫化鎘前驅(qū)體溶液于1500C _160°C下水熱反應1.5?3h，得到硫化鎘納米晶溶膠。
[0020]按上述方案，所述硝酸鎘溶液的濃度為0.004-0.005mol/L。
[0021]按上述方案，所述氫氧化鈉可以為氫氧化鈉固體，也可以為氫氧化鈉水溶液。當采用氫氧化鈉水溶液時，濃度為0.5mol/L?lmol/L。
[0022]按上述方案，所述硫化銨水溶液的濃度為4.5-6.0mol/Lo
[0023]由于光解水過程中，光子的散射及反射導致光子利用率不足，而本發(fā)明制備的硫化鎘反蛋白石結構具有大孔和堆積介孔，能夠增加光子與催化劑碰撞次數(shù)，提高了光子利用率，光解水產(chǎn)氫性能比納米顆粒產(chǎn)氫性能優(yōu)異。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0025]1.本發(fā)明利用高分子小球作為模板、硫化鎘納米晶作為填充物來合成結構完整致密的硫化鎘反蛋白石，合成方法適用性強，可以用于制備反蛋白石薄膜和反蛋白石粉末。
[0026]2.由于硫化鎘在光催化和光電轉(zhuǎn)換有廣泛的應用，反蛋白石結構則被認為在光控制方面具有很好的前景?，F(xiàn)已有文獻報道反蛋白石結構用于染料敏化太陽能電池、鋰電池、光催化降解有機物等應用。本發(fā)明作者已對硫化鎘反蛋白石結構在光解水產(chǎn)氫應用方面進行了研究，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)氫性能比納米顆粒產(chǎn)氫性能優(yōu)異。
[0027]3.本發(fā)明制備方法簡單，合成原料和合成過程成本低廉，重復性好，生產(chǎn)設備簡單，易于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例1所得到的聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀小球的場發(fā)射掃描電鏡。
[0029]圖2為本發(fā)明實施例2所得到的聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀小球的場發(fā)射掃描電鏡。
[0030]圖3為本發(fā)明實施例1所得到的硫化鎘納米晶溶膠的高分辨透射電鏡。
[0031]圖4為本發(fā)明實施例1所得到的硫化鎘反蛋白石結構的場發(fā)射掃描電鏡。
[0032]圖5為本發(fā)明實施例2所得到的硫化鎘反蛋白石結構的場發(fā)射掃描電鏡。
[0033]圖6為本發(fā)明實施例中所得到的硫化鎘反蛋白石結構的X射線衍射圖譜，其中10S-310、10s-380分別代表實施例1和2制備的硫化鎘反蛋白石結構。
[0034]圖7為本發(fā)明應用例1、應用例2和應用例3中硫化鎘反蛋白石結構和硫化鎘納米顆粒光解水產(chǎn)氫性能測試圖。
【具體實施方式】
[0035]為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實施例。
[0036]實施例1
[0037]1、制備聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球，具體方法包括如下步驟:
[0038]I)將0.4g過硫酸銨、0.8g碳酸氫銨以及0.1g3_磺酸丙基甲基丙烯酸鉀溶于IOmL去離子水，得到溶液A ;
[0039]2)取22.5mL苯乙烯、1.25mL甲基丙烯酸甲酯、IlOmL去離子水于250mL的三口瓶中混合攪拌，在N2的保護下利用油浴加熱升溫至70°C時，保溫lOmin，即為溶液B ;然后將溶液A加到溶液B中，于70°C攪拌反應，2小時后混合溶液顏色變白，4小時后混合溶液顏色變?yōu)槿榘咨S持攪拌IOh后，得到均一的模板小球乳液；
[0040]3)將模板小球乳液使用砂芯漏斗過濾，分別用去離子水和無水乙醇洗滌3次，然后置于60°C烘箱干燥IOh后，得聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球粉末。
[0041]經(jīng)場發(fā)射掃描電鏡檢測，模板小球尺寸為310nm，如圖1所示，高分子小球的尺寸
非常均一。
[0042]將上述模板小球粉末與去離子水按照質(zhì)量比為1:9混合，超聲30min后8000r/min攪拌2h,配制成1(^1:%模板小球溶膠。
[0043]2、制備硫化鎘納米晶溶膠，其方法包括如下步驟:
[0044]I)配制120mL5mmol/L硝酸鎘溶液攪拌溶解后逐滴滴加1.2mmol巰基乙酸(巰基乙酸與四水硝酸鎘的摩爾比為2:1)，滴加過程中溶液中產(chǎn)生白色絮狀沉淀，然后在快速攪拌的條件下，逐滴滴加lmol/L氫氧化鈉水溶液，直到溶液pH = 9，在此過程中白色絮狀沉淀逐漸溶解，進而變?yōu)闊o色澄清溶液；
[0045]2)按硫化銨與四水硝酸鎘的摩爾比為1:1，取0.6mmol濃度為5mol/L硫化銨水溶液加入到上述無色澄清溶液中，溶液變淡黃色；將得到的淡黃色溶液分轉(zhuǎn)移到IOOmL聚四氟乙烯內(nèi)襯中，水熱釜在160°C下水熱反應2h，待水熱釜冷卻到室溫后得到黃色硫化鎘納米晶溶膠，其體積約為120ml。按照四水硝酸鎘的轉(zhuǎn)化率為100%，計算硫化鎘納米晶溶膠的濃度約為0.005mol/Lo
[0046] 如圖3所示硫化鎘納米晶尺寸為5-10nm，分散性較好。[0047]3、一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，含有以下步驟:
[0048]I)按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘的質(zhì)量比約為1:0.8，取本實施例制備的IOwt %模板小球溶膠80 μ L，加入到本實施例制備的IOmL硫化鎘納米晶溶膠中，8000r/min下攪拌24h后，向兩者的混合溶膠中放入一2 X 4cm玻璃片進行垂直沉積，將混合溶膠置于在50°C的烘箱中進行沉積；
[0049]2)將沉積完全的玻璃片轉(zhuǎn)入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到的硫化鎘反蛋白石結構。
[0050]圖4所示為硫化鎘反蛋白石結構，圖中可以看出其規(guī)則的大孔以(111)面排列，其孔徑為275nm，得到的反蛋白石結構尺寸已經(jīng)達到微米級別，產(chǎn)量較高。
[0051]從圖6可以看出，實施例1和實施例2制備的硫化鎘反蛋白石為纖鋅礦結構，不同孔徑的硫化鎘反蛋白石晶型一致，并且純度均較高。
[0052]實施例2[0053]1、制備聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球，具體方法包括如下步驟:
[0054]I)將0.4g過硫酸銨、0.Sg碳酸氫銨以及0.05g3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀溶于IOmL去離子水，得到溶液A ；
[0055]2)取22.5mL苯乙烯、1.25mL甲基丙烯酸甲酯、IlOmL去離子水于250mL的三口瓶中混合攪拌，在N2的保護下利用油浴加熱升溫至70°C時，保溫lOmin，即為溶液B ;然后將溶液A加到溶液B中，于70°C攪拌反應，2小時后混合溶液顏色變白，4小時后混合溶液顏色變?yōu)槿榘咨?，維持攪拌IOh后，得到均一的模板小球乳液；
[0056]3)將模板小球乳液使用砂芯漏斗過濾，分別用去離子水和無水乙醇洗滌3次，然后置于60°C烘箱干燥IOh后，得聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球粉末。
[0057]經(jīng)場發(fā)射掃描電鏡檢測，模板小球尺寸為380nm，如圖2所示，高分子小球的尺寸
非常均一。
[0058]將上述模板小球粉末與去離子水按照質(zhì)量比為1:9混合，超聲30min后8000r/min攪拌2h,配制成1(^1:%模板小球溶膠。
[0059]2、制備硫化鎘納米晶溶膠
[0060]制備硫化鎘納米晶溶膠，其方法包括如下步驟:
[0061]I)配制120mL5mmol/L硝酸鎘溶液攪拌溶解后逐滴滴加0.6mmol巰基乙酸(巰基乙酸與四水硝酸鎘的摩爾比為1:1)，滴加過程中溶液中產(chǎn)生白色絮狀沉淀，然后在快速攪拌的條件下，逐滴滴加lmol/L氫氧化鈉水溶液，直到溶液pH = 9，在此過程中白色絮狀沉淀逐漸溶解，進而變?yōu)闊o色澄清溶液；
[0062]2)按硫化銨與四水硝酸鎘的摩爾比為0.75:1，取0.45mmol濃度為5mol/L硫化銨水溶液加入到上述無色澄清溶液中，溶液變淡黃色；將得到的淡黃色溶液分轉(zhuǎn)移到IOOmL聚四氟乙烯內(nèi)襯中，水熱釜在160°C下水熱反應2h，待水熱釜冷卻到室溫后得到黃色硫化鎘納米晶溶膠。按照四水硝酸鎘的轉(zhuǎn)化率為100%，計算硫化鎘納米晶溶膠的濃度為
0.0045mol/L,稀釋至 0.004mol/L 備用。[0063]3、一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，含有以下步驟:
[0064]I)按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘的質(zhì)量比約為1:1.0，取本實施例制備的10wt%模板小球溶膠50 μ L，加入到本實施例制備的IOmL硫化鎘納米晶溶膠中，8000r/min下攪拌24h后，向兩者的混合溶膠中放入一2 X 4cm玻璃片進行垂直沉積，將混合溶膠置于在50°C的烘箱中進行沉積；
[0065]2)將沉積完全的玻璃片轉(zhuǎn)入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到的硫化鎘反蛋白石結構。
[0066]圖5所示為硫化鎘反蛋白石結構，圖中可以看出其規(guī)則的大孔大部分以(111)面排列，少部分以(100)面排列，其孔徑為300nm，得到的反蛋白石結構尺寸已經(jīng)達到微米級另Ij，產(chǎn)量較高。
[0067]實施例3
[0068]1、硫化鎘納米晶其他對比實驗，其方法包括如下步驟:
[0069]I)配制120mL5mmol/L硝酸鎘溶液攪拌溶解后逐滴滴加0.6mmol巰基乙酸(巰基乙酸與四水硝酸鎘的摩爾比為1:1)，滴加過程中溶液中產(chǎn)生白色絮狀沉淀，然后在快速攪拌的條件下，逐滴滴加lmol/L氫氧化鈉水溶液，直到溶液pH = 9，在此過程中白色絮狀沉淀逐漸溶解，進而變?yōu)闊o色澄清溶液；
[0070]2)按硫化銨與四水硝酸鎘的摩爾比為1:1，取0.6mmol濃度為5mol/L硫化銨水溶液加入到上述無色澄清溶液中，溶液變淡黃色；將得到的淡黃色溶液分轉(zhuǎn)移到IOOmL聚四氟乙烯內(nèi)襯中，水熱釜在160°C下水熱反應2h，待水熱釜冷卻到室溫后得到黃色硫化鎘納米晶溶膠。按照四水硝酸鎘的轉(zhuǎn)化率為100%，計算硫化鎘納米晶溶膠的濃度為0.005mol/L0
[0071]2、一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，含有以下步驟:
[0072]I)按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘的質(zhì)量比約為1: 1.3，取實施例1制備的10wt%模板小球溶膠50 μ L，加入到本實施例制備的IOmL0.005mol/L硫化鎘納米晶溶膠中，8000r/min下攪拌24h后，向兩者的混合溶膠中放入一 2 X 4cm玻璃片進行垂直沉積，將混合溶膠置于在50°C的烘箱中進行沉積；
[0073]2)將沉積完全的玻璃片轉(zhuǎn)入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到硫化鎘反蛋白石結構。
[0074]實施例4
[0075]—種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，含有以下步驟:
[0076]I)按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘的質(zhì)量比約為1:0.9，取實施例1制備的10wt%模板小球溶膠IOOyL,加入到實施例1制備的IOmL 0.005mol/L硫化鎘納米晶溶膠中，8000r/min下攪拌24h后，向兩者的混合溶膠中放入一 2 X 4cm玻璃片進行垂直沉積，將混合溶膠置于在50°C的烘箱中進行沉積；
[0077]2)將沉積完全的玻璃片轉(zhuǎn)入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到硫化鎘反蛋白石結構。[0078]實施例5
[0079]—種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，含有以下步驟:
[0080]I)按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘的質(zhì)量比約為1: 1.4，取實施例2制備的10wt%模板小球溶膠50yL，加入到實施例1制備的IOmL0.005mol/L硫化鎘納米晶溶膠中，8000r/min下攪拌24h后，向兩者的混合溶膠中放入一 2 X 4cm玻璃片進行垂直沉積，將混合溶膠置于在50°C的烘箱中進行沉積；
[0081]2)將沉積完全的玻璃片轉(zhuǎn)入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到硫化鎘反蛋白石結構。
[0082]實施例6
[0083]一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，含有以下步驟:
[0084]I)按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘的質(zhì)量比約為1:0.9，取實施例2制備的10wt%模板小球溶膠IOOy L，加入到實施例1制備的IOmL0.005mol/L硫化鎘納米晶溶膠中，8000r/min下攪拌24h后，向兩者的混合溶膠中放入一 2 X 4cm玻璃片進行垂直沉積，將混合溶膠置于在50°C的烘箱中進行沉積； [0085]2)將沉積完全的玻璃片轉(zhuǎn)入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到硫化鎘反蛋白石結構。
[0086]對比例I
[0087]取實施例1制備的硫化鎘納米晶溶膠20mL，放入25mL燒杯中在50°C條件下烘干。再將烘干的納米晶放入管式爐中煅燒，30分鐘從室溫升至70°C，保溫30分鐘，330分鐘從70°C升至400°C再保溫240分鐘，最后自然冷卻到室溫，得到硫化鎘納米顆粒。
[0088]應用例I
[0089]將60mg，實施例1制備的硫化鎘反蛋白石結構放入含有0.1M亞硫酸鈉，0.1M硫化鈉的水溶液中，可見光垂直照射(λ≥420nm)，光源與硫化鎘反蛋白石結構距離為20cm，光強為77.2mW/cm2，光照5小時，平均每小時測一次氫氣含量。
[0090]產(chǎn)氫速率為368.14μπιο1.IT1.g_S每克催化劑每小時產(chǎn)氫8.25mL。圖7中IOs - 310表示應用例I中的反蛋白石結構。
[0091]應用例2
[0092]將60mg，實施例2制備的硫化鎘反蛋白石結構放入含有0.1M亞硫酸鈉，0.1M硫化鈉的水溶液中，可見光垂直照射(λ > 420nm)，光源與硫化鎘反蛋白石結構距離為20cm,光強為77.2mW/cm2。光照5小時，平均每小時測一次氫氣含量。產(chǎn)氫速率為332.60 μ mo I.IT1.g'每克催化劑每小時產(chǎn)氫7.45mL。圖7中IOs - 380表示應用例2中反蛋白石結構。
[0093]應用例3
[0094]將60mg，對比例制備的硫化鎘納米顆粒放入含有0.1M亞硫酸鈉，0.1M硫化鈉的水溶液中，可見光垂直照射(λ≥420nm)，光源與硫化鎘反蛋白石結構距離為20cm，光強為77.2mW/cm2。光照5小時，平均每小時測一次氫氣含量。產(chǎn)氫速率為186.67 μ mo 1-h^1 -g^1,每克催化劑每小時產(chǎn)氫4.18mL。圖說7中CdS NPs表示應用例3中的硫化鎘納米顆粒。
【權利要求】
1.一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構，其特征在于:它以聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球作為模板、硫化鎘納米晶作為填充物經(jīng)沉積、煅燒來制備得到的。
2.權利要求1所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:按照聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球與硫化鎘納米晶的質(zhì)量比為1: (0.7-1.3)，將聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球水溶液與所述的硫化鎘納米晶溶膠混合，攪拌反應8-10h，將玻璃片放入其中進行沉積，待沉積結束后，煅燒去除模板小球，冷卻后得到硫化鎘反蛋白石結構。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球水溶液濃度為8wt% -1Owt% ;所述硫化鎘納米晶溶膠的濃度0.004-0.005mol/L。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述沉積的溫度為40-60°C，沉積速率為l_3m/天，沉積方式為垂直沉積。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述煅燒的溫度為300-500°C，煅燒時采用空氣氣氛。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述煅燒時的升溫機制為:40°C -70°C保溫0.5-1小時；70°C _400°C保溫4-8小時。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球的制備方法，包括如下步驟: 1)將3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀(SPM)、過硫酸銨、碳酸氫銨和去離子水的質(zhì)量比為0.5?1:4:8:100，得到溶液A ； 2)將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和去離子水按照體積比為18:1:88混合，攪拌均勻后，在惰性氣體的保護下升溫至70-80°C，保溫5-10min，即為溶液B ;然后按體積比為1:12將溶液A加到溶液B中，70-80°C，保溫8-10h，得到均一的模板小球乳液； 3)從模板小球乳液抽濾出模板小球，洗滌、干燥后得聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀模板小球粉末。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述硫化鎘納米晶溶膠的制備方法，包括如下步驟: 1)按照硝酸鎘和巰基乙酸的摩爾比為1:1?2，將巰基乙酸滴加到硝酸鎘溶液中，反應后得到白色渾濁溶液，然后向所述白色渾濁溶液中投入氫氧化鈉，直到溶液PH為9-10 ； 2)按照硝酸鎘與硫化銨的摩爾比為1:0.75?1，將硫化銨水溶液滴加到步驟2)所得的澄清溶液中，攪拌均勻后即為硫化鎘前驅(qū)體溶液；然后將所述硫化鎘前驅(qū)體溶液于1500C _160°C下水熱反應1.5?3h，得到硫化鎘納米晶溶膠。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種可見光光催化高效產(chǎn)氫硫化鎘反蛋白石結構的制備方法，其特征在于:所述硝酸鎘溶液的濃度為0.004-0.005mol/L ;硫化銨水溶液的濃度為.4.5-6.0mol/Lo
【文檔編號】B01J27/04GK103920505SQ201410162534
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權日:2014年4月22日
【發(fā)明者】李昱, 王超, 劉婧, 金俊, 鄧兆, 吳旻, 陳麗華, 蘇寶連 申請人:武漢理工大學