(a)~(c)，三氧化二鐵對(duì)應(yīng)于(JCPDS 24-0081)中立方相Y- Fe2O3相對(duì)應(yīng)，此外，還有SnS2的衍射峰出現(xiàn)，形貌為納米晶均勻負(fù)載在SnS2納米片上。
[0029]將上述制備得到的二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料作為光催化劑進(jìn)行可見(jiàn)光下催化還原六價(jià)鉻離子的實(shí)驗(yàn)。原始溶液為將75ml 5mg/L的重鉻酸鉀溶液、50ml 2g/L的卡巴肼溶液、2ml 49%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的硫酸溶液以及2 mL 42%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的磷酸溶液和21ml水混合均勻后的溶液。稱取10mg制得的復(fù)合材料加入上述原始溶液中，超聲分散成懸浮液后在黑暗中攪拌60min，使之達(dá)到吸脫附平衡。采用300W氙燈作為光源，在光化學(xué)反應(yīng)器和光源之間通過(guò)加420 nm濾波片將波長(zhǎng)小于420 nm的紫外光濾掉。反應(yīng)90分鐘后取少量上述懸浮液，離心分離后取上層清液，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，在540nm處測(cè)吸光度從而求出六價(jià)絡(luò)離子還原的效率為94%，而與此相對(duì)照的是純相的Fe2O3和SnSj^效率則分別為32%和38%。
[0030]實(shí)施例2
一種二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料的制備方法，包括如下步驟:
S1.二硫化錫納米片的制備:在攪拌下將18mmol L-半胱氨酸與3mmol四氯化錫溶于60ml去離子水中形成澄清溶液，錫離子的摩爾濃度為0.05mol/L ;將上述溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，180°C水熱條件下加熱10小時(shí)，然后自然冷卻，將所得淺黃色沉淀用去離子水和無(wú)水乙醇分別漂洗三遍，離心分離并真空干燥得到產(chǎn)品二硫化錫SnS2m米片。
[0031]S2.復(fù)合材料的制備:在攪拌下將3mmol三氯化鐵和3mmol維生素C溶于60ml去離子水中形成澄清溶液，鐵離子的摩爾濃度為0.05mol/L ;按鐵離子與二硫化錫摩爾比為2.8稱取上述制備的SnS2m米片并將其超聲分散在上述溶液中，然后加入12mmol的碳酸氫鈉NaHCO3并攪拌均勻，將上述混合物轉(zhuǎn)移到10ml玻璃圓底燒瓶中，在回流條件下在微波反應(yīng)器中，于140°C條件下加熱25分鐘，然后自然冷卻，將所得沉淀用去離子水和無(wú)水乙醇分別漂洗三遍，離心分離并真空干燥即可得到二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料Fe203/SnS2。
[0032]步驟S2制備得到的Fe203/SnS2復(fù)合材料的物相分析和形貌見(jiàn)圖3 (a)和3 (b)。圖3(a)為其XRD圖，顯示出主要的衍射峰可以與標(biāo)準(zhǔn)衍射卡片(JCPDS 24-0081)中立方相γ -Fe2O3相對(duì)應(yīng)；此外，還有SnS 2的衍射峰出現(xiàn)。圖3 (b)為其TEM圖，表征發(fā)現(xiàn)許多小的Fe2O3納米粒子均勻地分散并負(fù)載在納米片的表面。
[0033]按照與實(shí)施例1相同的方法將上述制備的二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料作為光催化劑進(jìn)行可見(jiàn)光下催化還原六價(jià)鉻離子的實(shí)驗(yàn)。90分鐘光催化反應(yīng)六價(jià)鉻離子還原的效率為83%。
[0034]對(duì)比例I
一種二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料的制備方法，包括如下步驟:
S1.二硫化錫納米片的制備:在攪拌下將9mmol L-半胱氨酸與1.5mmol四氯化錫溶于60ml去離子水中形成澄清溶液，錫離子的摩爾濃度為0.025mol/L ;將上述溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，180°C水熱條件下加熱10小時(shí)，然后自然冷卻，將所得淺黃色沉淀用去離子水和無(wú)水乙醇分別漂洗三遍，離心分離并真空干燥得到產(chǎn)品二硫化錫SnS2m米片。
[0035]S2.復(fù)合材料的制備:在攪拌下將1.5mmol三氯化鐵和1.5mmol維生素C溶于60ml去離子水中形成澄清溶液，鐵離子的摩爾濃度為0.025mol/L ;按鐵離子與二硫化錫摩爾比為30.4稱取上述制備的SnS2m米片并將其超聲分散在上述溶液中，然后加入6mmol的碳酸氫鈉NaHCO3并攪拌均勻，將上述混合物轉(zhuǎn)移到10ml玻璃圓底燒瓶中，在回流條件下在微波反應(yīng)器中，于160°C條件下加熱15分鐘，然后自然冷卻，將所得沉淀用去離子水和無(wú)水乙醇分別漂洗三遍，離心分離并真空干燥即可得到二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料Fe203/SnS2。
[0036]步驟S2制備得到的Fe203/SnS2復(fù)合材料經(jīng)XRD物相分析三氧化二鐵為立方相Y -Fe2O3;此外，還有SnS 2的衍射峰。TEM觀察發(fā)現(xiàn)，除了少量的Fe 203納米粒子負(fù)載在SnS 2納米片上之外，還有大量未能負(fù)載的發(fā)生團(tuán)聚的Fe2O3納米粒子。
[0037]按照與實(shí)施例1相同的方法將上述制備的二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料作為光催化劑進(jìn)行可見(jiàn)光下催化還原六價(jià)鉻離子的實(shí)驗(yàn)。90分鐘光催化反應(yīng)六價(jià)鉻離子還原的效率為42%。
[0038]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，S2中加入的鐵源與SnS2納米片的摩爾比高于5.5時(shí)容易出現(xiàn)SnS 2納米片太少而Fe2O3納米粒子過(guò)多的情況，這樣會(huì)造成較多的Fe 203納米粒子不能負(fù)載在SnS 2納米片上；當(dāng)鐵源與SnS2納米片的摩爾比過(guò)低時(shí)容易出現(xiàn)SnS 2納米片太多而Fe 203納米粒子太少的情況，這樣會(huì)造成一些SnS2m米片上負(fù)載的Fe2O3納米粒子太少或沒(méi)有。從催化的角度來(lái)說(shuō)，復(fù)合納米材料？6203/51^2兩種材料之間的比例在1.5-5.5范圍時(shí)，不僅可以較好地控制復(fù)合催化劑的能帶間隙，而且也具有更多的異質(zhì)結(jié)，更有利于光生電子和空穴的分離，因此體現(xiàn)出較好的光催化活性。而如果超出這個(gè)范圍則會(huì)產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，即一種催化劑太多而將另一種催化劑大部分覆蓋住，使其不能接觸光線，導(dǎo)致光催化效果也會(huì)大大下降。
[0039]對(duì)比例2
本對(duì)比例與實(shí)施例1制備二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料的方法基本相同，不同之處在于本對(duì)比例SI采用如下幾種硫源和錫源用量:處理①將9mmolL-半胱氨酸與2mmol四氯化錫(即硫源:錫源=4.5:1)溶于60ml去離子水中形成澄清溶液，錫離子的摩爾濃度為0.033mol/L ;處理②將9mmol L-半胱氨酸與1.2mmol四氯化錫(即硫源:錫源=7.5:1)溶于60ml去離子水中形成澄清溶液，錫離子的摩爾濃度為0.02mol/L ;處理③將9mmol L-半胱氨酸與1.5mmol四氯化錫溶于20ml去離子水中形成澄清溶液，錫離子的摩爾濃度為0.075mol/Lo
[0040]處理①硫源和錫源的比例較小，所制得的納米片經(jīng)XRD檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)得到的二硫化錫不純，除了二硫化錫的衍射峰外，還有二氧化錫的雜峰。
[0041]處理②硫源和錫源的比例較高，所制得的納米片經(jīng)元素分析，發(fā)現(xiàn)含有較多的無(wú)定形碳，這些覆蓋在二硫化錫表面的無(wú)定形碳會(huì)產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，干擾其對(duì)光波的吸收。
[0042]處理③中錫源的濃度過(guò)高，所制得的納米片經(jīng)SEM檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其尺寸明顯增大，二氧化錫納米粒子在納米片上分布得不是很均勻，這可能是尺寸較大的納米片在超聲時(shí)不易均勻地分散在溶液中，導(dǎo)致二氧化錫納米粒子負(fù)載得不夠均勻。
[0043]對(duì)比例3
本對(duì)比例與實(shí)施例1制備二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料的方法基本相同，不同之處在于本對(duì)比例在S2步驟中采用進(jìn)行水熱反應(yīng)代替微波反應(yīng)。
[0044]按上述處理方法制備復(fù)合納米材料，需花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，一般至少在5小時(shí)以上，較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間可能會(huì)造成二硫化錫納米片表面部分被水中的氧所氧化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1.二硫化錫納米片的制備:將L-半胱氨酸和四氯化錫溶于水中，混勻，水熱反應(yīng)后得到淺黃色沉淀，漂洗，離心分離，干燥得到產(chǎn)品SnS2納米片； S2.復(fù)合材料的制備:將三價(jià)鐵源和維生素C溶于水中，將SI制備得到的SnS2納米片分散在上述溶液中，再加入NaHCO3,混勻，在回流條件下微波反應(yīng)，冷卻，漂洗，離心分離，干燥即得復(fù)合納米材料Fe203/SnS2; 其中，SI中加入L-半胱氨酸和四氯化錫的摩爾比為6~8:1，S2中加入的三價(jià)鐵源與SnS2納米片的摩爾比為1.5-5.5:1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，SI所述四氯化錫溶于水后錫離子的濃度為 0.01-0.05mol/Lo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2所述三價(jià)鐵源溶于水后鐵離子的濃度為 0.01-0.05 mol/Lo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，SI所述水熱反應(yīng)的條件為180°C水熱反應(yīng)10h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，SI中加入L-半胱氨酸和四氯化錫的摩爾比為6:1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2所述混合液中NaHCO3和三價(jià)鐵源的摩爾比為4:1。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2所述混合液中維生素C和三價(jià)鐵源的摩爾比為1:1。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2所述微波反應(yīng)的條件為140~160°C加熱反應(yīng)15~30min。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2所述三價(jià)鐵源為三氯化鐵。10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1.二硫化錫納米片的制備:將L-半胱氨酸和四氯化錫按摩爾比6:1溶于水中，混勻形成澄清溶液，錫離子的濃度為0.01-0.05mol/L，將上述溶液在180°C水熱反應(yīng)10h，自然冷卻，得到淺黃色沉淀，漂洗，離心分離，真空干燥得到產(chǎn)品二硫化錫納米片； S2.復(fù)合材料的制備:按摩爾比為1:1將三氯化鐵和維生素C溶于水中，鐵離子的濃度為0.01-0.05mol/L，將SI制備得到的SnS2納米片分散在上述溶液中，再加入NaHCO3, NaHCO3和四氯化錫的摩爾比為4:1，混勻，在回流條件下140~160°C微波反應(yīng)15~30min，自然冷卻，漂洗，離心分離，真空干燥即得復(fù)合納米材料Fe203/SnS2; 其中，S2中加入的三氯化鐵與SnS2納米片的摩爾比為1.5-5.5:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種二硫化錫納米片負(fù)載三氧化二鐵納米晶復(fù)合納米材料的制備方法。所述方法包括如下步驟：S1.二硫化錫納米片的制備：將L-半胱氨酸和四氯化錫溶于水中，混勻，水熱反應(yīng)后得到淺黃色沉淀，漂洗，離心分離，干燥得到SnS2納米片；S2.復(fù)合材料的制備：將鐵源和維生素C溶于水中，將S1制備得到的SnS2納米片分散在上述溶液中，再加入NaHCO3，混勻，在回流條件下微波反應(yīng)，冷卻，漂洗，離心分離，干燥即得復(fù)合納米材料Fe2O3/SnS2；S1中加入L-半胱氨酸和四氯化錫的摩爾比為6~8:1，S2中加入的鐵源與SnS2納米片的摩爾比為1.5~5.5:1。本發(fā)明制備得到的Fe2O3/SnS2復(fù)合材料，F(xiàn)e2O3納米晶均勻地分散并牢固地負(fù)載在SnS2納米片上，避免了Fe2O3納米晶的團(tuán)聚現(xiàn)象，顯示出明顯增強(qiáng)的光催化性質(zhì)。
【IPC分類】B01J27/043
【公開(kāi)號(hào)】CN104923262
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510318238
【發(fā)明人】馬琳, 許麗梅, 周曉平, 徐旭耀, 張玲玲, 羅金
【申請(qǐng)人】嶺南師范學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日