CN108671949A - 一种CdS/碳化钛二维异质结构复合光催化材料的制备与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料及其制备与应用。本发明先采用Ti3AlC2为原材料，制备碳化钛纳米片胶体；然后制备CdS纳米片，将制得的CdS纳米片用3‑氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行表面修饰后，将制得的碳化钛纳米片胶体溶液逐滴加入到APTES修饰的CdS纳米片溶液中，室温搅拌，离心洗涤烘干，得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料。对于光催化还原对硝基苯胺反应，本发明所制备的CdS/碳化钛复合材料具有比纯CdS纳米片更高的活性、稳定性。该法制备过程简单，反应条件温和，对开发高效、稳定型CdS基光催化材料具有重要的实际应用价值。
Description
技术领域
本发明属于复合光催化材料制备领域，具体涉及一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料及其制备与应用。
背景技术
解决环境污染和能源短缺问题是实现我国可持续发展和提高人民生活质量的迫切需要。通过传统工艺生产精细化工产品是消耗石油、煤炭、天然气等燃料的主要产业之一，并且生产过程中所产生的“三废”是造成我国环境污染问题的主要来源之一。此外，精细化工产品种类多、附加值高、用途广，与工农业、国防和人民生活都有着极为密切的关系。因此，发展新型清洁的精细化工产品生产技术，可以在一定程度上缓解环境污染和能源短缺问题，对实现我国可持续发展具有重要的实际意义。与传统精细化工产品的生产工艺相比，基于半导体材料的光催化选择性有机合成体系反应条件温和（如常温常压），且操作简单，有望为精细化工产品的合成提供了一种新型清洁的方法和途径。
硫化镉（CdS）拥有较窄的禁带宽度（2.42 eV），是一种典型的有广阔应用前景的可见光光催化材料。然而CdS光生电子和空穴易发生复合，导致其量子效率较低；此外，在光催化反应过程中，还存在由空穴引起的CdS光腐蚀问题，影响其使用寿命。因此，开发高效稳定型CdS基光催化剂，对实现CdS在光催化有机合成领域的应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料及其制备与应用。所制备的CdS/碳化钛二维异质结构复合材料用于对硝基苯胺的加氢还原时，具有比纯CdS纳米片更高的光催化活性和稳定性。该法制备过程简单，对推动CdS基光催化材料的实际应用具有重要价值。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料，由3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰的CdS纳米片和碳化钛纳米片面对面堆叠而形成，其中，碳化钛纳米片的质量分数为0.25%~5%，APTES修饰的CdS纳米片的质量分数为95%~99.75%，二者的质量分数之和为100%。
制备如上所述的CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的方法，包括以下步骤：
（1）碳化钛纳米片胶体溶液的制备：采用Ti3AlC2为原材料，制备碳化钛纳米片胶体；具体地，将Ti3AlC2加入溶有LiF的盐酸溶液（浓度为9 mol/L）中，溶液温度保持在35℃，反应24h后用去离子水离心洗涤，洗涤后将所得物重新分散于去离子水中，水浴超声1 h后离心1h，取离心过后的上层液体得到碳化钛纳米片胶体溶液；
（2）CdS纳米片的制备：将73 mg CdCl2·2.5H2O和64 mg硫粉加入到12 mL二乙烯三胺中，搅拌均匀后转移至反应釜中，80℃反应48 h后自然降温，产物离心洗涤后在60℃烘箱中烘干24 h；
（3）CdS纳米片的表面修饰：将步骤（2）制得的CdS纳米片分散到30 mL乙醇中，加入0.15mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES），60℃回流4 h后用乙醇离心洗涤多次，得到APTES修饰的CdS纳米片（APTES-CdS）；
（4）CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的制备：将步骤（3）制得的APTES-CdS分散到水中，然后逐滴滴加碳化钛纳米片胶体溶液，室温搅拌1 h后，离心、洗涤、烘干得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料（图1）。
步骤（1）中，按摩尔比计，Ti3AlC2:LiF:HCl=1:7.5:17.6。
所述的CdS/碳化钛二维异质结构复合材料用于水相中对硝基苯胺的光催化加氢还原。
光催化对硝基苯胺的加氢还原具体步骤如下：
（1）取60 mL 10 ppm对硝基苯胺水溶液、15 mg CdS/碳化钛二维异质结构复合材料和60 μL空穴捕获剂三乙醇胺于反应瓶中，搅拌均匀，并通入氮气(60 mL/min)，在黑暗状态下吸附1 h，使对硝基苯胺在光催化剂表面达到吸附平衡；
（2）在氮气保护下，对上述体系进行可见光光照（λ≥420 nm），每隔一定时间后取2 mL液体，进行紫外-可见吸收光谱分析。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明首次制备了CdS/碳化钛二维异质结构复合光催化材料；
（2）碳化钛具有优异的导电性能，在光催化过程中更有利于促进光生电子-空穴对的快速分离，提高电子迁移能力，从而使CdS/碳化钛复合材料具有更高的光催化性能；
（3）碳化钛的引入有效提高了CdS的光催化稳定性；
（4）CdS/碳化钛二维异质结构复合光催化材料的生产工艺简单、制作成本低。
附图说明
图1是不同样品的TEM图：（a）碳化钛纳米片；（b）CdS纳米片；（c）CdS/碳化钛二维异质结构复合材料；
图2是不同样品对对硝基苯胺加氢还原的光催化活性；
图3是CdS纳米片和CdS/碳化钛二维异质结构复合光催化材料对对硝基苯胺加氢还原的光催化稳定性。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1
一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的制备方法，具体步骤为：
1）将1 g Ti3AlC2原材料加入10 mL溶有1 g LiF的盐酸溶液（9 mol/L）中，溶液温度保持在35℃，反应24 h后用去离子水离心洗涤至上清液pH为5-6，将产物重新分散于200 mL去离子水中，水浴超声1 h后3500转/min离心1 h，取上层液体得到碳化钛纳米片胶体；
2）将73 mg CdCl2·2.5H2O和64 mg硫粉加入12 mL二乙烯三胺中，搅拌均匀后转移到反应釜中，80℃反应48 h后自然降温，产物离心洗涤后在60℃烘箱中烘干24 h后，分散于30mL乙醇中，加入0.15 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES），60℃回流4 h后，用乙醇离心洗涤三遍，得到APTES修饰的CdS纳米片（APTES-CdS）；
3）将制得的APTES-CdS分散到去离子水中（0.5 mg/mL），然后逐滴滴加碳化钛纳米片胶体溶液（0.5 mg/mL），室温搅拌1h后，离心洗涤，干燥得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料，其中碳化钛的质量分数为0.25%，APTES-CdS的质量分数为99.75%，样品标记为CdS-0.25%碳化钛。
具体应用：取60 mL，浓度为10 mg/mL的对硝基苯胺水溶液于反应瓶中，加入60 μL三乙醇胺（TEOA，空穴捕获剂），搅拌均匀后再加入15 mg CdS-0.25%碳化钛，通入氮气（60mL/min），在黑暗状态下吸附1 h。在氮气保护下，对上述体系进行可见光（≥ 420 nm）光照，每隔4 min取2 mL反应液，12 min后离心，采用紫外可见吸收光谱对所取液体进行分析。如图2所示，12 min后，对对硝基苯胺的转化率为86.8%，优于纯CdS纳米片的活性。
实施例2
一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的制备方法，具体步骤为：
1）将1 g Ti3AlC2原材料加入10 mL溶有1 g LiF的盐酸溶液（9 mol/L）中，溶液温度保持在35℃，反应24 h后用去离子水离心洗涤至上清液pH为5-6，将产物重新分散于200 mL去离子水中，水浴超声1 h后3500转/min离心1 h，取上层液体得到碳化钛纳米片胶体；
2）将73 mg CdCl2·2.5H2O和64 mg硫粉加入12 mL二乙烯三胺中，搅拌均匀后转移到反应釜中，80℃反应48h后自然降温，产物离心洗涤后，在60℃烘箱中烘干24 h后，分散于30mL乙醇中，加入0.15 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES），60℃回流4 h后用乙醇离心洗涤三次，得到APTES修饰的CdS纳米片（APTES-CdS）；
3）将制得的APTES-CdS分散到去离子水中（0.5 mg/mL），然后逐滴滴加碳化钛纳米片胶体溶液（0.5 mg/mL），室温搅拌1h后，离心洗涤，干燥得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料，其中碳化钛的质量分数为0.5%，APTES-CdS的质量分数为99.5%，样品标记为CdS-0.5%碳化钛。
具体应用：取60 mL，浓度为10 mg/mL的对硝基苯胺水溶液于反应瓶中，加入60 μL三乙醇胺（TEOA，空穴捕获剂），搅拌均匀后再加入15 mg CdS-0.5%碳化钛，通入氮气（60mL/min），在黑暗状态下吸附1 h。在氮气保护下，对上述体系进行可见光（≥420 nm）光照，每隔4 min取2 mL反应液，12 min后离心，采用紫外可见吸收光谱对所取液体进行分析。如图2所示，12 min后，对对硝基苯胺的转化率为99.5%，优于纯CdS纳米片的活性。
实施例3
一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的制备方法，具体步骤为：
1）将1 g Ti3AlC2原材料加入10 mL溶有1 g LiF的盐酸溶液（9 mol/L）中，溶液温度保持在35℃，反应24 h后用去离子水离心洗涤至上清液pH为5-6，将产物重新分散于200 mL去离子水中，水浴超声1 h后3500转/min离心1 h，取上层液体得到碳化钛纳米片胶体；
2）将73 mg CdCl2·2.5H2O和64 mg硫粉加入12 mL二乙烯三胺中，搅拌均匀后转移到反应釜中，80℃反应48 h后自然降温，产物离心洗涤后在60℃烘箱中烘干24 h后，分散于30mL乙醇中，加入0.15 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES），60℃回流4 h后，用乙醇离心洗涤三次，得到APTES修饰的CdS纳米片（APTES-CdS）；
3）将制得的APTES-CdS分散到去离子水中（0.5 mg/mL），然后逐滴滴加碳化钛纳米片胶体溶液（0.5 mg/mL），室温搅拌1 h后，离心洗涤，干燥得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料，其中碳化钛的质量分数为1.0%，APTES-CdS的质量分数为99%，样品标记为CdS-1.0%碳化钛。
具体应用：取60 mL，浓度为10 mg/mL的对硝基苯胺水溶液于反应瓶中，加入60 μL三乙醇胺（TEOA，空穴捕获剂），搅拌均匀后再加入15 mg CdS-1.0%碳化钛，通入氮气（60mL/min），在黑暗状态下吸附1 h。在氮气保护下，对上述体系进行可见光（≥420 nm）光照，每隔4 min取2 mL反应液，12 min后离心，采用紫外可见吸收光谱对所取液体进行分析。如图2所示，12 min后，对对硝基苯胺的转化率为90.2%，优于纯CdS纳米片的活性。
实施例4
一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的制备方法，具体步骤为：
1）将1 g Ti3AlC2原材料加入10 mL溶有1 g LiF的盐酸溶液（9 mol/L）中，溶液温度保持在35℃，反应24h后用去离子水离心洗涤至上清液pH为5-6，将产物重新分散于200 mL去离子水中，水浴超声1 h后3500转/min离心1 h，取上层液体得到碳化钛纳米片胶体；
2）将73 mg CdCl2·2.5H2O和64 mg硫粉加入12 mL二乙烯三胺中，搅拌均匀后转移到反应釜中，80℃反应48 h后自然降温，产物离心洗涤后，在60℃烘箱中烘干24 h后分散于30mL乙醇中，加入0.15 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES），60℃回流4 h后，用乙醇离心洗涤三次，得到APTES修饰的CdS纳米片（APTES-CdS）；
3）将制得的APTES-CdS分散到去离子水中（0.5 mg/mL），然后逐滴滴加碳化钛纳米片胶体溶液（0.5 mg/mL），室温搅拌1 h后，离心洗涤，干燥得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料，其中碳化钛的质量分数为5.0%，APTES-CdS的质量分数为95.0%，样品标记为CdS-5%碳化钛。
具体应用：取60 mL，浓度为10 mg/mL的对硝基苯胺水溶液于反应瓶中，加入60 μL三乙醇胺（TEOA，空穴捕获剂），搅拌均匀后再加入15 mg CdS-5%碳化钛，通入氮气（60 mL/min），在黑暗状态下吸附1 h。在氮气保护下，对上述体系进行可见光（≥420 nm）光照，每隔4 min取2 mL反应液，12 min后离心，采用紫外可见吸收光谱对所取液体进行分析。如图2所示，12 min后，对对硝基苯胺的转化率为79.4%，优于纯CdS纳米片的活性。
实施例5
离心回收实施例2中的CdS-0.5%碳化钛光催化剂，用去离子水洗涤。取60 mL，浓度为10mg/mL的对硝基苯胺水溶液于反应瓶中，加入60 μL三乙醇胺（TEOA，空穴捕获剂），搅拌均匀后再加入回收的CdS-0.5%碳化钛，通入氮气（60 mL/min），在黑暗状态下吸附1 h。在氮气保护下，对上述体系进行可见光（≥420 nm）光照，每隔一段时间取样，离心，采用紫外可见吸收光谱对所取液体进行分析。如此重复多次，得到CdS-0.5%碳化钛光催化剂的循环活性，如图3所示，CdS-0.5%碳化钛的循环稳定性明显优于纯CdS纳米片。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种CdS/碳化钛二维异质结构复合材料，其特征在于：所述的复合材料由APTES修饰的CdS纳米片和碳化钛纳米片面对面堆叠而形成，其中，碳化钛纳米片的质量分数为0.25%~5%，APTES修饰的CdS纳米片的质量分数为95%~99.75%，二者的质量分数之和为100%。
2.一种制备如权利要求1所述的CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）APTES修饰的CdS纳米片的制备：将CdS纳米片分散到30 mL乙醇中，加入0.15 mLAPTES，60℃回流4 h后，用乙醇离心洗涤，得到APTES修饰的CdS纳米片；
（2）CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的制备：将步骤（1）制得的APTES修饰的CdS纳米片分散到水中，然后逐滴滴加碳化钛纳米片胶体溶液，室温搅拌1 h后，离心、洗涤、烘干得到CdS/碳化钛二维异质结构复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的CdS纳米片的制备方法为：将73 mg CdCl2·2.5H2O和64 mg硫粉加入到12mL二乙烯三胺中，搅拌均匀后转移至反应釜中，80℃反应48 h后自然降温，产物离心洗涤后在60℃烘箱中烘干24 h，制得CdS纳米片。
4.根据权利要求2所述的制备CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的碳化钛纳米片胶体溶液的制备方法为：将Ti3AlC2加入溶有LiF的盐酸溶液中，溶液温度保持在35℃，反应24 h后用去离子水离心洗涤，洗涤后将所得物重新分散于去离子水中，水浴超声1 h后，离心1 h，取上层液体得到碳化钛纳米片胶体溶液。
5.根据权利要求4所述的制备CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的方法，其特征在于：按摩尔比计，Ti3AlC2:LiF:HCl=1:7.5:17.6。
6.一种如权利要求1所述的CdS/碳化钛二维异质结构复合材料的应用，其特征在于：用于对硝基苯胺的光催化加氢还原反应。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110038605A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-23 | 贵州大学 | 应用于光催化氮气还原合成氨的AgInS2/Ti3C2纳米催化剂的制备和应用方法 |
| CN112958096A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-15 | 常州大学 | 花球状镍铝水滑石/二氧化钛原位生长在片状二碳化三钛复合光催化剂的制备方法及应用 |
| CN114130412A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-04 | 广州优吸环保科技有限公司 | 一种复合光触媒及其制备方法 |
| CN114534756A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-27 | 五邑大学 | 一种硫化镉复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110212463A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | University Of Rochester | Hybrid target analyte responsive polymer sensor with optical amplification |
| CN106040272A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-26 | 东南大学 | 一种二氧化钛‑二维碳化钛纳米复合材料的制备方法 |
| CN106277028A (zh) * | 2016-07-26 | 2017-01-04 | 陕西科技大学 | 一种氧化锌/二维层状碳化钛复合材料的水热制备法 |
| CN107381622A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-24 | 济南大学 | 一种rGO‑In2O3 纳米微球复合材料的制备方法 |
| CN107887588A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-06 | 黑龙江科技大学 | 一种纳米硫颗粒/二维层状碳化钛复合材料的制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-05-07 CN CN201810425541.7A patent/CN108671949A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110212463A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | University Of Rochester | Hybrid target analyte responsive polymer sensor with optical amplification |
| CN106040272A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-26 | 东南大学 | 一种二氧化钛‑二维碳化钛纳米复合材料的制备方法 |
| CN106277028A (zh) * | 2016-07-26 | 2017-01-04 | 陕西科技大学 | 一种氧化锌/二维层状碳化钛复合材料的水热制备法 |
| CN107381622A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-24 | 济南大学 | 一种rGO‑In2O3 纳米微球复合材料的制备方法 |
| CN107887588A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-06 | 黑龙江科技大学 | 一种纳米硫颗粒/二维层状碳化钛复合材料的制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| LIU WEIHONG ET AL.: "Molecularly Stacking Manganese Dioxide/Titanium Carbide Sheets to Produce Highly Flexible and Conductive Film Electrodes with Improved Pseudocapacitive Performances", 《ADVANCED ENERGY MATERIALS》 * |
| RAN JINGRUN ET AL.: "Ti3C2 MXene co-catalyst on metal sulfide photo-absorbers for enhanced visible-light photocatalytic hydrogen production", 《NATURE COMMUNICATIONS》 * |
| 吴伟明: "硝基苯类有机物的光催化加氢及其机理研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110038605A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-23 | 贵州大学 | 应用于光催化氮气还原合成氨的AgInS2/Ti3C2纳米催化剂的制备和应用方法 |
| CN110038605B (zh) * | 2019-05-17 | 2021-10-22 | 贵州大学 | 应用于光催化氮气还原合成氨的AgInS2/Ti3C2纳米催化剂的应用方法 |
| CN112958096A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-15 | 常州大学 | 花球状镍铝水滑石/二氧化钛原位生长在片状二碳化三钛复合光催化剂的制备方法及应用 |
| CN114130412A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-04 | 广州优吸环保科技有限公司 | 一种复合光触媒及其制备方法 |
| CN114130412B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-09-01 | 广州优吸环保科技有限公司 | 一种复合光触媒及其制备方法 |
| CN114534756A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-27 | 五邑大学 | 一种硫化镉复合材料及其制备方法和应用 |
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