本發(fā)明涉及一種硫化物半導體納米粉體的化學合成方法，具體涉及一種mos2/sns納米異質結的合成方法及產(chǎn)品。

背景技術：

二硫化鉬(mos2)是一種典型的層狀過渡金屬化合物，具有三種晶體結構，分別是1t型，2h型，3r型。但其中最穩(wěn)定和研究最多的為2h型，具有和石墨烯相似的層狀結構。2h-mos2納米材料屬于六方晶系。每個單元為s-mo-s的結構，兩個單元構成一個晶胞，層內原子由共價鍵結合在一塊，層與層之間通過范德華力進行鏈接。mos2的禁帶寬度為1.78ev左右，在可見光源的照射下具有較好的光催化活性，同時納米結構的mos2比表面積較大，在光催化反應過程中對催化反應基質的吸附量有較大的吸收，以提高其反應速率，因此mos2可以被應用于光催化降解有機污染物等催化反應。

異質結材料往往會產(chǎn)生許多單一材料所不具有的物理新特性，具有特定納米結構的異質結可借助納米材料的小尺寸效應、表面效應、量子限域效應、宏觀量子隧道效應以及介電限域效應等理化性質發(fā)揮更大的優(yōu)勢。半導體納米異質結構在光催化方面表現(xiàn)出的優(yōu)點是：可以促進光生電荷載流子的分離，增加電荷載流子的壽命和提高界面電荷轉移效率。

本發(fā)明選取帶隙寬度不同的mos2與sns構建半導體異質結，能夠促進光生電子空穴對的轉移，有效降低光生電子和空穴的復合幾率，提高了光生載流子的分離效率，增大其量子效率，從而提高光催化性能。復合半導體的特點是可以通過調節(jié)組分含量來控制其禁帶寬度，也可以使寬帶隙半導體和窄帶隙半導體復合來拓寬光譜響應范圍，可以提高太陽能利用率。采用水熱法合成mos2納米粉，然后采用兩步法合成mos2/sns納米異質結，該產(chǎn)物在可見光條件下有望獲得優(yōu)異的光催化性能，然而mos2/sns異質結合成方法尚未見相關報導。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種mos2/sns納米異質結的合成方法，該方法工藝簡單、易操作，反應合成的產(chǎn)物純度高，比表面積大，具有優(yōu)異的光催化性能，填補了mos2/sns納米異質結合成技術領域的空白。

本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，包括如下步驟：

(1)將鉬酸銨和硫脲分別溶解至去離子水中，充分攪拌溶解后獲得均勻的鉬酸銨溶液和硫脲溶液，其中鉬酸銨溶液、硫脲溶液中mo⁴⁺、硫脲的濃度分別為1mol/l、2mol/l；

(2)取1份鉬酸銨溶液以0.5ml/min的滴加速率加入至2份硫脲溶液中，經(jīng)持續(xù)攪拌后獲得均勻的混合溶液，所得混合溶液中mo⁴⁺與硫脲的摩爾比為1:4；

(3)將賴氨酸溶于去離子水中，攪拌后倒入鉬酸銨和硫脲的混合溶液中，使賴氨酸與mo⁴⁺摩爾比為1:10，通過加入冰醋酸調節(jié)溶液ph＝4-5，經(jīng)過充分反應后將得到的溶液移入反應釜中，控制反應釜內溫度為190-200℃，保溫30-50h，之后將反應釜降溫至室溫，獲得溶劑熱產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)得到的溶劑熱產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后對得到的固體沉淀物進行清洗，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在60-80℃溫度下干燥10-12h，獲得mos2納米粉；

(5)將sncl2溶于溶劑中，充分攪拌后獲得均勻的sncl2溶液，sncl2溶液中sn²⁺的濃度為0.2mol/l，將步驟(4)制備出的mos2納米粉加入sncl2溶液中，充分攪拌混合均勻，得到懸濁液a；

(6)將na2s·9h2o溶于去離子水中，使形成的硫化鈉溶液中s^2-的濃度為0.2mol/l，然后將硫化鈉溶液以0.5ml/min滴加速率加入至步驟(5)所得懸濁液a中，滴加結束后保證sn²⁺與s^2-的摩爾比為1:1，滴加結束后攪拌2h使其反應充分；

(7)將步驟(6)的產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后，對得到的固體沉淀物進行清洗，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在50-70℃溫度下干燥10-12h，獲得合成產(chǎn)物mos2/sns納米異質結。

本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。

前述的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其中，步驟(3)中采用質量分數(shù)為99.5％的冰醋酸調節(jié)ph值。

前述的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其中，步驟(3)中懸濁液在轉移至反應釜后，反應釜內懸濁液的填充度為80％。

前述的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其中，步驟(4)和步驟(7)中所述的清洗方法為：依次采用去離子水和無水乙醇對得到的固體沉淀物進行交替洗滌3-5次。

前述的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其中，步驟(5)所述溶劑為0.1m的hcl或去離子水。

前述的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其中，步驟(7)所得mos2/sns納米異質結包含mos2和sns兩相，其中sns的質量分數(shù)為(1-10)％。

前述的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其中，所得合成產(chǎn)物mos2/sns納米異質結中mos2為片狀結構，其表面附著有sns納米顆粒，該sns納米顆粒的粒徑大小為5-15nm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，借由上述技術方案，本發(fā)明一種mos2/sns納米異質結的合成方法可達到相當?shù)募夹g進步性及實用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點：

1、采用兩步法合成mos2/sns納米異質結，所用的合成工藝簡便、易操作、反應合成的產(chǎn)物純度高。

2、該方法制備的mos2/sns納米異質結，具有介孔結構特征以及較大的比表面積(30-40m²/g)，在日光燈照射下對亞甲基藍(mb)溶液進行光催化降解實驗，顯示了優(yōu)異的光催化性能。

綜上所述，本發(fā)明一種mos2/sns納米異質結的合成方法在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

附圖說明

圖1為實施例1制備的mos2/sns的xrd圖；

圖2是實施例1制備的mos2/sns的sem圖；

圖3是實施例1制備的mos2/sns降解亞甲基藍(mb)溶液的濃度變化曲線圖；

圖4是實施例1制備的mos2/sns與mos2在相同測試條件下的光催化結果比較圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種mos2/sns納米異質結的合成方法，其具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。

實施例1：

(1)稱取一定量的鉬酸銨和硫脲分別溶解至去離子水中，充分攪拌溶解后獲得均勻的鉬酸銨溶液和硫脲溶液，其中鉬酸銨溶液、硫脲溶液中mo⁴⁺、硫脲的濃度分別為1mol/l、2mol/l；

(2)取一份鉬酸銨溶液以0.5ml/min的滴加速率加入至兩份硫脲溶液中，經(jīng)持續(xù)攪拌后獲得均勻的混合溶液，所得混合溶液中mo⁴⁺與硫脲的摩爾比為1:4；

(3)稱取一定量的賴氨酸溶于去離子水中，攪拌后倒入鉬酸銨和硫脲的混合溶液中，使賴氨酸與mo⁴⁺摩爾比為1:10，并通過加入質量分數(shù)為99.5％的冰醋酸調節(jié)溶液ph＝4.3，經(jīng)過充分反應后將得到的溶液移入反應釜中，反應釜中懸濁液的填充度為80％，控制反應釜內溫度為190℃，保溫30h，之后將反應釜降溫至室溫，獲得溶劑熱產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)得到的溶劑熱產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在80℃溫度下干燥10h，獲得mos2納米粉；

(5)稱取一定量的sncl2溶于0.1m的hcl溶液或去離子水中，充分攪拌后獲得均勻的sncl2溶液，所得sncl2溶液中sn²⁺的濃度為0.2mol/l，在sncl2溶液中添加一定量的步驟(4)制備出的mos2納米粉，充分攪拌混合均勻，得到懸濁液a；

(6)稱取一定量的硫化鈉(na2s·9h2o)溶于溶劑去離子水中，使形成的硫化鈉溶液中s^2-的濃度為0.2mol/l，然后將硫化鈉溶液以0.5ml/min滴加速率加入至步驟(5)所得懸濁液a中，滴加結束后保證sn²⁺與s^2-的摩爾比為1:1，滴加結束后攪拌2h使其反應充分；

(7)將步驟(6)的產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后，對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在80℃真空下干燥10h，獲得mos2/sns納米異質結，所得納米異質結中sns的質量分數(shù)為2％，mos2的質量分數(shù)為98％。

將本實施例得到的mos2/sns進行xrd與sem測試，測試結果如圖1和圖2所示，由圖可知：合成產(chǎn)物中包含mos2和sns兩相，mos2為片狀結構，其表面附著有sns納米顆粒,其粒徑大小為5-15nm。

對合成產(chǎn)物進行光催化性能測試，分別取0.03g的mos2(作為對照組)和本實施例合成的類石墨改性納米mos2/sns(作為測試組)作為光催化劑，以亞甲基藍(mb)為目標降解物(濃度為10mg/l)，體積為100ml，選用60w的日光燈作為光源，樣品距燈管的距離為10cm，進行光催化降解實驗。結果如圖4所示，光照30min后，mos2降解mb降解72％，mos2/sns降解mb降解98％，可見形成復合半導體后光催化性能明顯提升。

實施例2：

(1)稱取一定量的鉬酸銨和硫脲分別溶解至去離子水中，充分攪拌溶解后獲得均勻的鉬酸銨溶液和硫脲溶液，其中鉬酸銨溶液、硫脲溶液中mo⁴⁺、硫脲的濃度分別為1mol/l、2mol/l；

(2)取1份鉬酸銨溶液以0.5ml/min的滴加速率加入至2份硫脲溶液中，經(jīng)持續(xù)攪拌后獲得均勻的混合溶液，所得混合溶液中mo⁴⁺與硫脲的摩爾比為1:4；

(3)稱取一定量的賴氨酸溶于去離子水中，攪拌后倒入鉬酸銨和硫脲的混合溶液中，使賴氨酸與mo⁴⁺摩爾比為1:10，通過加入質量分數(shù)為99.5％的冰醋酸調節(jié)溶液ph＝4.6，經(jīng)過充分反應后將得到的溶液移入反應釜中，反應釜中懸濁液的填充度為80％，控制反應釜內溫度為195℃，保溫40h，之后將反應釜降溫至室溫，獲得溶劑熱產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)得到的溶劑熱產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在60℃溫度下干燥12h，獲得mos2納米粉；

(5)稱取一定量的sncl2溶于0.1m的hcl溶液或去離子水中，充分攪拌后獲得均勻的sncl2溶液，使形成的溶液中sn²⁺的濃度為0.2mol/l，在sncl2溶液中添加一定量的步驟(4)制備出的mos2納米粉，充分攪拌混合均勻，得到懸濁液a；

(6)稱取一定量的硫化鈉(na2s·9h2o)溶于溶劑去離子水中，使形成的硫化鈉溶液中s^2-的濃度為0.2mol/l，然后將硫化鈉溶液以0.5ml/min滴加速率加入至步驟(5)所得懸濁液a中，滴加結束后保證sn²⁺與s^2-的摩爾比為1:1，滴加結束后攪拌2h使其反應充分；

(7)將步驟(6)的產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后，對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在70℃下真空干燥12h，獲得mos2/sns納米異質結，所得納米異質結中sns的質量分數(shù)為4％，mos2的質量分數(shù)為96％。

實施例3：

(1)稱取一定量的鉬酸銨和硫脲分別溶解至去離子水中中，充分攪拌溶解后獲得均勻的鉬酸銨溶液和硫脲溶液，其中鉬酸銨溶液、硫脲溶液中mo⁴⁺、硫脲的濃度分別為1mol/l、2mol/l；

(2)取1份鉬酸銨溶液以0.5ml/min的滴加速率加入至2份硫脲溶液中，經(jīng)持續(xù)攪拌后獲得均勻的混合溶液，所得混合溶液中mo⁴⁺與硫脲的摩爾比為1:4；

(3)稱取一定量的賴氨酸溶于去離子水中，攪拌后倒入鉬酸銨和硫脲的混合溶液中，使賴氨酸與mo⁴⁺摩爾比為1:10，通過加入質量分數(shù)為99.5％的冰醋酸調節(jié)溶液ph＝4.8，經(jīng)過充分反應后將得到的溶液移入反應釜中，反應釜中懸濁液的填充度為80％，控制反應釜內溫度為195℃，保溫48h，之后將反應釜降溫至室溫，獲得溶劑熱產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)得到的溶劑熱產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在60℃溫度下干燥12h，獲得mos2納米粉；

(5)稱取一定量的sncl2溶于0.1m的hcl溶液或去離子水中，充分攪拌后獲得均勻的sncl2溶液，使形成的溶液中sn²⁺的濃度為0.2mol/l，在sncl2溶液中添加一定量的步驟(4)制備出的mos2納米粉，充分攪拌混合均勻，得到懸濁液a；

(6)稱取一定量的硫化鈉(na2s·9h2o)溶于溶劑去離子水中，使形成的硫化鈉溶液中s^2-的濃度為0.2mol/l，然后將硫化鈉溶液以0.5ml/min滴加速率加入至步驟(5)所得懸濁液a中，滴加結束后保證sn²⁺與s^2-的摩爾比為1:1，滴加結束后攪拌2h使其反應充分；

(7)將步驟(6)的產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后，對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在60℃下干燥12h，獲得mos2/sns納米異質結，所得納米異質結中sns的質量分數(shù)為6％，mos2的質量分數(shù)為94％。

實施例4：

(1)稱取一定量的鉬酸銨和硫脲分別溶解至去離子水中中，充分攪拌溶解后獲得均勻的鉬酸銨溶液和硫脲溶液，其中鉬酸銨溶液、硫脲溶液中mo⁴⁺、硫脲的濃度分別為1mol/l、2mol/l；

(2)取1份鉬酸銨溶液以0.5ml/min的滴加速率加入至2份硫脲溶液中，經(jīng)持續(xù)攪拌后獲得均勻的混合溶液，所得混合溶液中mo⁴⁺與硫脲的摩爾比為1:4；

(3)稱取一定量的賴氨酸溶于去離子水中，攪拌后倒入鉬酸銨和硫脲的混合溶液中，使賴氨酸與mo⁴⁺摩爾比為1:10，通過加入質量分數(shù)為99.5％的冰醋酸調節(jié)溶液ph＝4.5，經(jīng)過充分反應后將得到的溶液移入反應釜中，反應釜中懸濁液的填充度為80％，控制反應釜內溫度為198℃，保溫50h，之后將反應釜降溫至室溫，獲得溶劑熱產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)得到的溶劑熱產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在60℃溫度下干燥12h，獲得mos2納米粉；

(5)稱取一定量的sncl2溶于0.1m的hcl溶液或去離子水中，充分攪拌后獲得均勻的sncl2溶液，所得sncl2溶液中sn²⁺的濃度為0.2mol/l，在sncl2溶液中添加一定量的步驟(4)制備出的mos2納米粉，充分攪拌混合均勻，得到懸濁液a；

(6)稱取一定量的硫化鈉(na2s·9h2o)溶于溶劑去離子水中，使形成的硫化鈉溶液中s^2-的濃度為0.2mol/l，然后將硫化鈉溶液以0.5ml/min滴加速率加入至步驟(5)所得懸濁液a中，滴加結束后保證sn²⁺與s^2-的摩爾比為1:1，滴加結束后攪拌2h使其反應充分；

(7)將步驟(6)的產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后，對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在75℃真空下干燥12h，獲得mos2/sns納米異質結，所得納米異質結中sns的質量分數(shù)為7％，mos2的質量分數(shù)為93％。

實施例5：

(1)稱取一定量的鉬酸銨和硫脲分別溶解至去離子水中，充分攪拌溶解后獲得均勻的鉬酸銨溶液和硫脲溶液，其中鉬酸銨溶液、硫脲溶液中mo⁴⁺、硫脲的濃度分別為1mol/l、2mol/l；

(2)取1份鉬酸銨溶液以0.5ml/min的滴加速率加入至2份硫脲溶液中，經(jīng)持續(xù)攪拌后獲得均勻的混合溶液，所得混合溶液中mo⁴⁺與硫脲的摩爾比為1:4；

(3)稱取一定量的賴氨酸溶于去離子水中，攪拌后倒入鉬酸銨和硫脲的混合溶液中，使賴氨酸與mo⁴⁺摩爾比為1:10，通過加入質量分數(shù)為99.5％的冰醋酸調節(jié)溶液ph＝5，經(jīng)過充分反應后將得到的溶液移入反應釜中，反應釜中懸濁液的填充度為80％，控制反應釜內溫度為193℃，保溫50h，之后將反應釜降溫至室溫，獲得溶劑熱產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)得到的溶劑熱產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在80℃溫度下干燥10h，獲得mos2納米粉；

(5)稱取一定量的sncl2溶于0.1m的hcl溶液或去離子水中，充分攪拌后獲得均勻的sncl2溶液，所得sncl2溶液中sn²⁺的濃度為0.2mol/l，在sncl2溶液中添加一定量的步驟(4)制備出的mos2納米粉，充分攪拌混合均勻，得到懸濁液a；

(6)稱取一定量的硫化鈉(na2s·9h2o)溶于溶劑去離子水中，使形成的硫化鈉溶液中s^2-的濃度為0.2mol/l，然后將硫化鈉溶液以0.5ml/min滴加速率加入至步驟(5)所得懸濁液a中，滴加結束后保證sn²⁺與s^2-的摩爾比為1:1，滴加結束后攪拌2h使其反應充分；

(7)將步驟(6)的產(chǎn)物轉移至高速離心分離機中進行離心分離，取固體沉淀物，之后，對得到的固體沉淀物依次采用去離子水和無水乙醇進行交替洗滌3-5次，再將清洗后得到的固體產(chǎn)物放入干燥箱內，在80℃真空下干燥10h，獲得mos2/sns納米異質結，所得納米異質結中sns的質量分數(shù)為1％，mos2的質量分數(shù)為99％。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。