CN110292940A - CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110292940A CN110292940A CN201910622469.1A CN201910622469A CN110292940A CN 110292940 A CN110292940 A CN 110292940A CN 201910622469 A CN201910622469 A CN 201910622469A CN 110292940 A CN110292940 A CN 110292940A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cds
- zno
- preparation
- photochemical catalyst
- composite piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 13
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 13
- -1 ZnO compound Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 5
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical group [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 74
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910000238 buergerite Inorganic materials 0.000 description 1
- CJOBVZJTOIVNNF-UHFFFAOYSA-N cadmium sulfide Chemical compound [Cd]=S CJOBVZJTOIVNNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007646 directional migration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用,其首先通过溶剂热法合成ZnO纳米棒,再以ZnO纳米棒为前驱体,通过静电吸附作用,化学浴合成CdS/ZnO复合压电光催化剂。该催化剂是将两种具有压电性质的CdS与ZnO复合构成的一种压电光催化剂,其利用压电电场促进光生载流子分离以提升光催化活性,同时实现了光生载流子的内部和空间分离,减少了光生载流子的复合,提升了太阳能的利用率,且压电光催化速率达到5.477 min‑1,是单独CdS光催化效率的4倍。本发明原材料易得,制备方法过程简单、操作方便,复合材料稳定性较好,为提升光催化性能提供了一种可行的策略。
Description
技术领域
本发明属于材料制备及光催化技术领域,具体涉及一种CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济社会的发展,人们对能源的需求越来越大、对环境的要求越来越高。光催化技术可以将低密度太阳能转化成高密度的化学能,可以分解环境中的污染物,具有解决能源和环境方面的战略意义。然而,光生载流子的快速复合严重限制了其应用,成为这一领域的瓶颈。近年来,研究者们通过负载助催化剂、构建异质结等方法来提升载流子利用率,这些方法一定程度上促进了载流子的空间分离。然而,材料内部电子和空穴复合只需要几皮秒。因此,寻找合适的驱动力促进光生载流子的内部和空间共同分离十分重要。
很多研究者都忽略了纤锌矿结构的压电性。所谓压电性,即当压电晶体受到外力作用时,晶体会发生形变,改变晶体的极化状态,在材料内部建立电场,这种电场可以促进光生载流子的迁移。因此,当材料同时具有压电和半导体特性时,晶体中产生的压电势对半导体光激发产生载流子传输具有一定影响,促进光生载流子的定向迁移,可以减少光生载流子的复合,提高光催化活性。所以,我们期望利用材料的这一特性,在超声波施加外力和同时光照下,使材料发生形变产生压电势,从而调节光生载流子的迁移路径,提升光催化性能。简言之,就是利用压电电场促进光生载流子分离以提升光催化活性。其主要思路是在光催化反应中引入压电电场,而该压电电场由超声波激发材料产生。该思路关键点在于,光催化材料选择同时具有压电性质的材料,这就使得压电电场原位发生作用以避免电场强度因空间阻隔而衰减。而且两种不同形状的、具有压电与光催化性质的材料复合,在强化电场强度的同时最大程度地发挥光催化作用。具体原理如下:
作为具有纤锌矿结构的最重要的Ⅱ-Ⅳ族半导体材料之一,CdS得到了广泛的研究。该结构由重复的四面体单元组成,其中S2-阴离子位于角上,而Cd2+阳离子位于中心,正负电荷中心在无应变条件下重叠。一旦施加应力,电荷中心发生相对移位,形成偶极矩,所以纤锌矿结构CdS可形变产生压电势。同时,CdS禁带宽度为2.4eV,具有较好的可见光吸收性能,可以充分利用太阳能。所以,纤锌矿结构CdS集压电性和半导体性质于一体,是良好的备选材料。虽然单一CdS在超声、光照共同作用下,一定程度上可以减少光生载流子的复合,但是CdS压电系数较小,颗粒不易形变,并且单一的CdS材料无法实现空间分离,迁移到表面的载流子如未及时参加反应,极易重新复合,降低太阳能利用率。而纤锌矿结构的ZnO同样集压电性和半导体性质于一体,且压电系数比CdS大,一维ZnO纳米棒易形变,同时导带位置比CdS低,易于CdS光生电子的进一步迁移,实现光生电子空间分离。所以将CdS与ZnO复合,在超声、光照共同作用下,可以实现光生载流子的内部和空间分离,从而提升催化反应速率。研究者们对于CdS/ZnO复合催化剂也开展了许多研究,例如:CN 105645462 A公开了一种CdS/ZnO核壳结构纳米线的制备方法,该发明首先通过900℃~950℃化学气相沉积合成ZnO纳米线阵列,然后通过表面硫化沉积CdS。CN 105854898 A公开了一种纤维素基核壳结构CdS/ZnO光催化剂的制备方法,该发明以棉花纤维素为基底,水热法合成了纤维素基CdS,再与无机锌源溶液混合后经干燥,在氮气气氛下微波高温煅烧制得纤维素基核壳结构CdS/ZnO复合光催化剂。该复合催化剂对亚甲基蓝的降解有一定的提升。CN103389326A公开了硫化镉/氧化锌核壳纳米线二氧化氮传感材料及制备方法,该发明以CdS为核,ZnO为壳。本发明相较于上述专利重要区别在于:(1)本发明的合成温度相比化学气相沉积低,条件温和,在不需要加入模板试剂以及晶种的条件下可以成功的合成ZnO纳米棒,操作简单易行;(2)本发明CdS/ZnO为六方纤锌矿结构,具有压电性,呈现颗粒附着于棒的形貌特征,CdS处于外层,易于光的吸收,易形变产生压电势;(3)本发明原材料易得,制备的复合材料稳定性较好,具有优良的压电光催化活性;(4)本发明在保留光照条件下引入声激发,进一步提升了光催化性能。总之,本发明除了合成方法改进,还利用了材料的非光催化性能。
发明内容
本发明的目的在于针对目前单一CdS材料光生载流子复合严重,压电系数小,对自然界能源的利用率低等缺点,提供了一种CdS/ZnO复合压电光催化剂的制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:首先通过溶剂热法合成ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为前驱体,通过静电吸附作用,化学浴合成CdS/ZnO复合物。所得CdS/ZnO复合催化剂中CdS与ZnO质量比为1:3~3:1。
具体的制备方法包括以下几个步骤:
(1)ZnO纳米棒的合成:将10~30mL 0.5~1.0M KOH醇溶液滴加到10mL 0.1M Zn(CH3CH2COO)2·2H2O溶液中,磁力搅拌30 min后,将反应液转移至50ml的聚四氟乙烯反应釜中,120~180℃条件下反应12~36h。冷却到室温,将样品离心,用去离子水和乙醇洗涤样品并将其放置在60℃条件下干燥6~12h,即得到ZnO纳米棒。
(2)CdS/ZnO复合物的合成:将一定量 ZnO分散于40~100mL去离子水溶液中,加入一定量的C10H12CdN2Na2O8·XH2O,磁力搅拌30min,在50~90℃下向上述溶液加入对应比例的C3H6N2S,50~90℃反应0.5~1h。自然冷却到室温,离心,用去离子水和乙醇洗涤多次,60℃真空干燥6~12h,即得到CdS/ZnO复合压电光催化剂;所述硫源C3H6N2S的加入量是镉源C10H12CdN2Na2O8·XH2O的2~4倍。
(3)CdS纳米颗粒的合成:将一定量的C10H12CdN2Na2O8·XH2O溶解于40~100mL去离子水中,在50~90℃下向上述溶液加入C3H6N2S,50~90℃反应0.5~1h。自然冷却到室温,离心,用去离子水和乙醇洗涤多次,60℃真空干燥6~12h,即得到CdS纳米颗粒。
本发明的显著优点在于:本发明制备出的CdS/ZnO复合压电光催化剂,二者均具有压电性,在超声作用下,二者形变方向相同,可产生相同方向的压电势以强化电场作用。在声光共同作用时,复合物产生的压电势对光生载流子协同调节,共同促进载流子的分离,实现光生载流子的内部和空间分离,从而提升催化反应速率。本发明原材料易得,制备方法过程简单、操作方便,所制备的复合材料稳定性较好,具有优良的压电光催化活性,为提升光催化性能提供了一种可行的策略。
经证明,本发明所得CdS/ZnO复合物的压电光催化速率达到5.477min-1,是单独CdS光催化效率的4倍。
附图说明
图1为本发明所合成CdS、ZnO、CdS/ZnO复合物的XRD图;
图2为本发明所合成的CdS、ZnO、CdS/ZnO复合物扫描电镜图(SEM);
图3为本发明所合成的CdS/ZnO复合压电光催化剂对RhB超声光照催化降解速率图。
具体实施方案
下面列举实施例进一步说明本发明。
实施例1
将20mL 0.5M KOH醇溶液逐滴滴加到10mL 0.1M Zn(CH3CH2COO)2·2H2O溶液中,磁力搅拌30 min后,将反应液转移至50ml的聚四氟乙烯反应釜中,150°C 条件下反应24h。冷却到室温,将样品离心,用去离子水和乙醇洗涤样品,并将其放置在60°C条件下干燥12h,即得到ZnO纳米棒。
实施例2
将100mg ZnO纳米棒分散于40mL去离子水溶液中,加入96.5mg的C10H12CdN2Na2O8·XH2O,磁力搅拌30min,在80℃下向上述溶液加入82.8mg C3H6N2S,80℃反应30min。自然冷却到室温,离心,用去离子水和乙醇洗涤多次,60℃真空干燥12h,即得到CdS/ZnO复合物。
实施例3
将100mg ZnO纳米棒分散于40mL去离子水溶液中,加入289.5mg的C10H12CdN2Na2O8·XH2O,磁力搅拌30min,在80℃下向上述溶液加入248.4mg C3H6N2S,80℃反应30min。自然冷却到室温,离心,用去离子水和乙醇洗涤多次,60℃真空干燥12h,即得到CdS/ZnO复合物。
实施例4
将289.5mg的C10H12CdN2Na2O8·XH2O溶解于40mL去离子水中,在80℃下向上述溶液加入248.4mg C3H6N2S,80℃反应30min。自然冷却到室温,离心,用去离子水和乙醇洗涤多次,60℃真空干燥12h,即得到CdS纳米颗粒。
实施例5
将实施例1、2、4合成的催化剂用X射线粉末衍射仪表征,结果表明,我们成功的合成了纤锌矿CdS、ZnO、CdS/ZnO复合物,且所合物质较为纯净,参见附图1。
实施例6
通过高分辨扫描电子显微镜观察实施例1、2、4合成的催化剂,经观察CdS为纳米颗粒,ZnO为纳米棒,CdS/ZnO复合物呈现颗粒附着于棒的形貌,参见附图2。
实施例7
分别称取20mg实施例2、4所合催化剂分散于50毫升10ppm的RhB模拟污染废水中,在不同的条件下分别测定其催化活性:(1)采用300W含400nm截止滤光片作为光源进行单独光照;(2)采用100W 27kHz超声频率进行单独超声实验;(3)同时光照和超声。每间隔10min取一次样,离心取上清液,通过Cary 50紫外可见分光光度计检测RhB去除率,参见附图3。
如附图3所示,本发明所得CdS/ZnO复合物的压电光催化速率达到5.477min
-1,CdS光催化效率为1.297 min-1,提升了4倍。
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 (9)
1.一种CdS/ZnO复合压电光催化剂,其特征在于:所述催化剂是由两种具有压电性质的CdS与ZnO复合构成的一种压电光催化剂。
2.根据权利要求1所述的CdS/ZnO复合压电光催化剂,其特征在于:所述CdS与ZnO质量比为1:3~3:1。
3.一种如权利要求1所述的CdS/ZnO复合压电光催化剂的制备方法,其特征在于:通过两步法合成,首先通过溶剂热法合成ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为前驱体,通过静电吸附作用,化学浴合成CdS/ZnO复合压电光催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:具体为:
(1)ZnO纳米棒的合成:将KOH醇溶液滴加到Zn(CH3CH2COO)2·2H2O溶液中,磁力搅拌30min后,将反应液转移至50ml的聚四氟乙烯反应釜中进行反应,反应结束后冷却到室温,将样品离心,用去离子水和乙醇洗涤样品并将其放置在60℃条件下干燥6~12h,即得到ZnO纳米棒。
(2)CdS/ZnO复合物的合成:将步骤(1)得到的 ZnO纳米棒分散于40~100mL去离子水溶液中,加入C10H12CdN2Na2O8·XH2O,磁力搅拌30min,在50~90℃下向上述溶液加入C3H6N2S进行化学浴反应,自然冷却到室温,离心,用去离子水和乙醇洗涤多次,60℃真空干燥6~12h,即得到CdS/ZnO复合压电光催化剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述KOH醇溶液的浓度为0.5-1.0M,体积为10~30mL;所述Zn(CH3CH2COO)2·2H2O的浓度为0.1M,体积为10mL。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的反应温度为120~180℃ ,反应时间为12~36h,ZnO纳米棒直径为10~50nm,长度为0.5~1um。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述化学浴温度为50℃~90℃,反应时间为0.5-1h。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述硫源C3H6N2S的加入量是镉源C10H12CdN2Na2O8·XH2O的2~4倍。
9.一种如权利要求1所述的CdS/ZnO复合压电光催化剂的应用,其特征在于:所述催化剂利用压电与光催化复合功能降解水中有机污染物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910622469.1A CN110292940A (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910622469.1A CN110292940A (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110292940A true CN110292940A (zh) | 2019-10-01 |
Family
ID=68030920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910622469.1A Pending CN110292940A (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110292940A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110841668A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-28 | 苏州大学 | 碘氧化铋/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电-光催化去除有机污染物中的应用 |
CN111359631A (zh) * | 2020-03-07 | 2020-07-03 | 青岛科技大学 | 一种超高活性改性CdS材料压电催化材料的制备方法及应用 |
CN112121821A (zh) * | 2020-10-20 | 2020-12-25 | 苏州大学 | 硫化镉/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电-光催化去除有机污染物中的应用 |
CN112337456A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-09 | 重庆三峡学院 | 一种核壳结构的ZnO/MgO复合压电催化剂的制备方法 |
CN115739128A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 常州大学 | RuSe2/CdS复合催化剂压电光产H2中的应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103785434A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-14 | 福州大学 | 一种g-C3N4纳米片/CdS复合可见光催化剂 |
CN105386145A (zh) * | 2014-08-19 | 2016-03-09 | 黄凯莉 | 绿能环控纤维、其制法及以该纤维制成的织品 |
CN108411406A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-17 | 西安理工大学 | 一种压电光催化复合纤维的制备方法 |
CN108671914A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 福州大学 | 一种复合型压电催化剂及其制备和应用 |
CN108786806A (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-13 | 北京纳米能源与***研究所 | 光催化剂和光催化剂薄膜及其制备方法与应用 |
CN110002574A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-12 | 淮海工学院 | 一种黑暗条件下应用催化剂与曝气去除污染物*** |
-
2019
- 2019-07-11 CN CN201910622469.1A patent/CN110292940A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103785434A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-14 | 福州大学 | 一种g-C3N4纳米片/CdS复合可见光催化剂 |
CN105386145A (zh) * | 2014-08-19 | 2016-03-09 | 黄凯莉 | 绿能环控纤维、其制法及以该纤维制成的织品 |
CN108786806A (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-13 | 北京纳米能源与***研究所 | 光催化剂和光催化剂薄膜及其制备方法与应用 |
CN108411406A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-17 | 西安理工大学 | 一种压电光催化复合纤维的制备方法 |
CN108671914A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 福州大学 | 一种复合型压电催化剂及其制备和应用 |
CN110002574A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-12 | 淮海工学院 | 一种黑暗条件下应用催化剂与曝气去除污染物*** |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
WENG, YU-CHING ET AL: "The effect of annealing on the photocatalytic activity of ZnxCd1-xS arrays and characterization for the optimization of the photocatalysts", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
ZHAO, YAN ET AL: "Study on water splitting characteristics of CdS nanosheets driven by the coupling effect between photocatalysis and piezoelectricity", 《NANOSCALE》 * |
罗添元: "ZnO/CdS纳米复合结构的制备及其光电特性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
邢建东主编: "《工程材料基础》", 31 January 2004 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110841668A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-28 | 苏州大学 | 碘氧化铋/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电-光催化去除有机污染物中的应用 |
WO2021089031A1 (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 苏州大学 | 碘氧化铋 / 氧化锌复合材料及其制备方法与在压电 - 光催化去除有机污染物中的应用 |
CN111359631A (zh) * | 2020-03-07 | 2020-07-03 | 青岛科技大学 | 一种超高活性改性CdS材料压电催化材料的制备方法及应用 |
CN111359631B (zh) * | 2020-03-07 | 2022-07-15 | 青岛科技大学 | 一种超高活性改性CdS材料压电催化材料的制备方法及应用 |
CN112337456A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-09 | 重庆三峡学院 | 一种核壳结构的ZnO/MgO复合压电催化剂的制备方法 |
CN112337456B (zh) * | 2020-10-12 | 2023-07-04 | 重庆三峡学院 | 一种核壳结构的ZnO/MgO复合压电催化剂的制备方法 |
CN112121821A (zh) * | 2020-10-20 | 2020-12-25 | 苏州大学 | 硫化镉/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电-光催化去除有机污染物中的应用 |
WO2022083796A1 (zh) * | 2020-10-20 | 2022-04-28 | 苏州大学 | 硫化镉/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电-光催化去除有机污染物中的应用 |
CN115739128A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 常州大学 | RuSe2/CdS复合催化剂压电光产H2中的应用 |
CN115739128B (zh) * | 2022-11-15 | 2023-12-08 | 常州大学 | RuSe2/CdS复合催化剂压电光产H2中的应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110292940A (zh) | CdS/ZnO复合压电光催化剂及其制备方法和应用 | |
Shang et al. | Photocorrosion inhibition and high-efficiency photoactivity of porous g-C3N4/Ag2CrO4 composites by simple microemulsion-assisted co-precipitation method | |
Li et al. | Synthesis of TiO 2@ ZnIn 2 S 4 hollow nanospheres with enhanced photocatalytic hydrogen evolution | |
CN101348713A (zh) | 能发射荧光的磁性复合纳米微球及其制备方法 | |
CN105964273B (zh) | 一种高活性复合光催化剂α-Fe2O3/Ag6Si2O7的制备方法 | |
CN111849478B (zh) | 一种磁性荧光双功能纳米材料的制备方法 | |
Wu et al. | Enhanced photocatalytic performance of hierarchical ZnFe 2 O 4/gC 3 N 4 heterojunction composite microspheres | |
CN105238349B (zh) | 一种Fe3O4‑ZnO纳米复合材料及其制备方法 | |
CN101817548A (zh) | 一种氧化锌空心球的制备方法 | |
Hu et al. | Insights on the mechanism of Fe doped ZnO for tightly-bound extracellular polymeric substances tribo-catalytic degradation: The role of hydration layers at the interface | |
Gu et al. | Visible-light-responsive photocatalyst with a microsphere structure: preparation and photocatalytic performance of CQDs@ BiOCl | |
CN106268881B (zh) | 一种方块状Ag2MoO4@Ag@AgBr三元复合物及其制备方法和应用 | |
Zhou et al. | Preparation of 3D urchin-like RGO/ZnO and its photocatalytic activity | |
Fang et al. | Fabrication of BiOCl@ CdS/Ag 2 CO 3 heterojunctions with enhanced photocatalytic activity under visible-light irradiation | |
Cai et al. | Hydrothermal-photoreduction synthesis of novel Ag@ AgBr/BiVO 4 plasmonic heterojunction photocatalysts with enhanced activity under white light emitting diode (wLED) irradiation | |
CN107814408A (zh) | 一种富含S空缺位的SnS2超薄纳米片的制备方法 | |
Yan et al. | Carbon quantum dots-doped g-C3N4 nanocomposites with enhanced piezoelectric catalytic performance | |
Han et al. | Development of a novel visible light-driven Bi2O2SiO3-Si2Bi24O40 photocatalyst with cross-linked sheet layered: The conversion of lattice oxygen to adsorbed oxygen improves catalytic activity | |
Yang et al. | Fabrication and characterization of CdS nanowires templated in tobacco mosaic virus with improved photocatalytic ability | |
Wei et al. | Z-scheme CuFe2O4–TiO2 nanocomposite microspheres for the photodegradation of methylene blue | |
Bian et al. | Enhanced photovoltage response of hematite-X-ferrite interfaces (X= Cr, Mn, Co, or Ni) | |
Jia et al. | Design of Z-scheme polymeric carbon nitride/Bi2WO6 heterojunctions for efficient visible-light-driven antibiotic degradation | |
Zhou et al. | Fabrication of g‐C3N4/Bi4O5Br2 2D Nanosheet Photocatalyst for Removal of Organic Pollutants under Visible Light Irradiation | |
CN113493221A (zh) | 一种二氧化钼/二氧化钛纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
Bao et al. | A Solid‐State Carrier Transport‐Prompted Z‐Scheme BiVO4 Quantum Dots‐Based Photocatalyst for Boosted Photocatalytic Degradation of Antibiotics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191001 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |