一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用

技术领域

本发明涉及光催化材料及其制备和应用，具体为一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法及产品和应用。

背景技术

随着化学工业的发展，环境污染日益严重。印染废水的排放是造成水污染的重要原因之一。每年都有大量的商业染料排放，这些染料化学性质稳定，对生态环境造成巨大伤害。利用半导体氧化物材料在太阳光照射下能受激活化的特性，可有效的氧化降解有机物为二氧化碳和水等小分子。与传统的净化方法相比，半导体光催化技术具有反应条件温和、无二次污染、操作简单和降解效果明显等优点。二氧化钛是备受关注的光催化剂之一，其低毒、低成本、耐用、超亲水且具有优异的光化学稳定性。

金属硫族化合物是一类重要的材料，以其丰富的物理、化学性质而受到人们的关注。近年来的研究表明，金属硫族化合物中的硫化锌在纳米电子学、光子学、传感器、储能系统电极等方面的应用已引起广泛关注。可用在光催化领域。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料产品。

本发明的又一目的在于：提供上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现，一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，包括下述步骤：

1）将可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性锌盐、硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1~2 h至均匀，得溶液A ；

2）将A转移至反应釜中160~180 ℃反应8~10 h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂洗涤3~5次，60~80 ℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；

3）将前驱体B置于马弗炉中，以2~5 ℃/min的升温速率升温至600~800 ℃煅烧，保温2~4 h，得硫化锌/碳纳米管纤维。

本发明提供了一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，该制备工艺相对简单，易操作。

所述的锌盐是醋酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种或其组合。

所述的硫醇为十二烷基硫醇、月桂基硫醇、1-二十二烷基硫醇中的一种或其组合。

所述的有机溶剂是丙酮或乙醇中的一种或其组合。

本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，根据上述任一所述方法制备得到。

本发明所得产品硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料具有较大的比表面积，碳纳米管纤维增强了材料对可见光的吸收，改善了光生载流子的分布，提高了电子-空穴对的分离效率，对提高材料的光催化性能起着很重要的作用。

本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料在废水处理中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的制备方法，硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料具有较大的比表面积，碳纳米管纤维增强了材料对可见光的吸收，改善了光生载流子的分布，提高了电子-空穴对的分离效率，对提高材料的光催化性能起着很重要的作用。该制备工艺相对简单，易操作。

附图说明

图1为实施例1 硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的可见光催化降解率图。

具体实施方式

本发明通过下面具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。

实施例一：

一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，按如下步骤制备：

1）将可溶性醋酸锌、十二烷基硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性醋酸锌、十二烷基硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1h至均匀，得溶液A；

2）将溶液A转移至反应釜中160℃反应10h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂无水乙醇洗涤3次，60℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；

3）将前驱体B置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至600 ℃煅烧，保温2 h，得硫化锌/碳纳米管纤维。

图1是硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料的可见光催化降解率图。经过与硫化锌对比，由图可知：经过60 min，硫化锌在可见光条件下对甲基橙得降解率60%左右，而硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料在可见光条件下对甲基橙得降解率96%左右。

实施例二：

一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，按如下步骤制备：

1）将可溶性硫酸锌、月桂基硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中可溶性硫酸锌、月桂基硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌2h至均匀，得溶液A；

2）将溶液A转移至反应釜中180℃反应8h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂丙酮洗涤5次，80℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；

3）将前驱体B置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率升温至700 ℃煅烧，保温2h，得硫化锌/碳纳米管纤维。

实施例三：

一种硫化锌/碳纳米管纤维光催化材料，按如下步骤制备：

1）将可溶性氯化锌、1-二十二烷基硫醇和对苯二甲酸溶于二甲基甲酰胺溶液中，其中，可溶性氯化锌、1-二十二烷基硫醇和对苯二甲酸的质量比是2：2：1；磁力搅拌1~2 h至均匀，得溶液A；

2）将溶液A转移至反应釜中180℃反应8h，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂无水乙醇洗涤3次，80℃烘箱过夜干燥，得前驱体B；

3）将前驱体B置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率升温至800 ℃煅烧，保温4 h，得硫化锌/碳纳米管纤维。