技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎘摻雜的納米硫化鋅的制備方法，屬于納米材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硫化鋅，是一種重要的II-VI化合物半導(dǎo)體，室溫下禁帶寬度為3.5eV，屬于直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)，在電子真空鍍膜、X線熒光屏、油漆等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。當(dāng)硫化鋅的尺寸減小到納米級時(shí)，納米硫化鋅將顯示出獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和催化等領(lǐng)域體現(xiàn)了優(yōu)異的性能，因而引起人們的極大關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，在納米硫化鋅中摻雜貴金屬（如Ag和Au）、稀土金屬（如Eu）和過渡金屬（如Mn、Cu、Cd）后，納米硫化鋅的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)得到明顯的改善。參見Tanaka?M,Sawai?S,Sengoku?M,Kato?M?and?Masumoto?Y,J.Appl.Phys.2000,878535.。現(xiàn)有技術(shù)納米硫化鋅和摻雜的納米硫化鋅的制備方法包括低溫固相法、共沉淀法、微波法等。例如，專利文件CN101508461A(CN200910080996.0)提供了一種低溫固相法制備納米硫化鋅及摻雜硫化鋅的方法。其特征是以醋酸鋅和其他金屬醋酸鹽為金屬離子來源，以硫脲為硫源，在一定量的尿素存在下，通過固相反應(yīng)制備硫化鋅及摻雜硫化鋅納米粉末。該方法制備的硫化鋅及摻雜硫化鋅均屬立方晶系，平均粒徑約為40～50nm；

專利文件CN101590413A(CN200910069463.2)提供了一種共沉淀法獲得具有可見光響應(yīng)的納米硫化鋅鎘半導(dǎo)體光催化劑的制備方法。具體方法是，將醋酸鋅和氯化鎘（或醋酸鎘）的乙二醇溶液加熱后，與硫化鈉（或硫代乙酰胺或硫脲）的乙二醇溶液混合，繼續(xù)升高反應(yīng)溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后，將沉淀洗滌、干燥，即得。

專利文件CN102285682A（CN201110150679.9）提供了一種采用微波法制備納米硫化鋅鎘光催化材料的方法。是將醋酸鋅和醋酸鎘的醇溶液與硫代乙酰胺和十二烷基苯磺酸鈉的醇溶液均勻混合后，在一定功率的微波反應(yīng)器中反應(yīng)，獲得納米硫化鋅鎘光催化活性材料，化學(xué)式為Cd_0.6Zn_0.4S。該納米硫化鋅鎘可應(yīng)用于可見光分解水制氫。

由于納米材料的性能與其制備方法和材料的尺寸及其晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此，探討不同的制備方法，獲得粒徑小，具有不同晶相的納米材料，進(jìn)而改善納米材料的性能，提高納米硫化鋅光催化活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水熱-溶劑熱法制備鎘摻雜的納米硫化鋅的方法。

發(fā)明概述

本發(fā)明首先采用水熱法制備納米硫化鋅粉體，然后采用溶劑熱法，在不同溫度下，制備鎘摻雜的納米硫化鋅粉體。選用亞甲基藍(lán)、甲基橙和羅丹明B三種不同的染料為目標(biāo)降解物，研究鎘摻雜的納米硫化鋅粉體的光催化降解性能。

發(fā)明詳述

一種鎘摻雜的納米硫化鋅的制備方法，包括水熱法制備納米硫化鋅和溶劑熱法制備鎘摻雜的納米硫化鋅，步驟如下：

（1）水熱法制備納米硫化鋅

以水為溶劑，按醋酸鋅與硫代乙酰胺摩爾比1:1，將醋酸鋅溶液與硫代乙酰胺溶液混合，置于反應(yīng)釜中，150℃溫度下反應(yīng)10h，冷卻后分別用二次蒸餾水和乙醇洗滌，干燥，得納米硫化鋅；

（2）溶劑熱法制備鎘摻雜的納米硫化鋅

將步驟（1）制得的納米硫化鋅和四水合硝酸鎘（Cd(NO₃)₂·4H₂O）分別溶于乙醇溶劑中，納米硫化鋅與硝酸鎘的摩爾比為1:1.7～1.8，混合均勻后，置于反應(yīng)釜中，于80～120℃溫度下反應(yīng)12h，反應(yīng)釜冷卻后過濾出沉淀分別用二次蒸餾水和乙醇洗滌，干燥后，得到鎘摻雜的納米硫化鋅Cd_xZn_1-xS(x=0.8)。

本發(fā)明方法制備的鎘摻雜的納米硫化鋅，六方晶相，平均粒徑為12～14nm，化學(xué)式為Cd_0.8Zn_0.2S。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2）溶劑熱法制備鎘摻雜的納米硫化鋅的反應(yīng)溫度為115℃。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2）中，反應(yīng)釜冷卻至室溫，過濾出沉淀，依次用二次蒸餾水和乙醇洗滌三次，于80℃恒溫干燥箱中干燥24h。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2）中，納米硫化鋅與硝酸鎘的摩爾比為1:1.7。