专利摘要

本发明公开了一种类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，取氢氟酸与H2O配成混合溶液A；采用二水合醋酸锌和二水合醋酸镉为原料，加入混合溶液A中配成混合溶液B；采用硫脲作为硫源，加入混合溶液B当中形成混合溶液C；将混合溶液C加入聚四氟乙烯的内衬中，进行水热反应；待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤若干次，然后经干燥研磨即可得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料粉体。本发明采用水热法制备Zn0.2Cd0.8S材料，工艺操作简单，不需要大型的反应设备，在水热的条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂，同时还可作为压力传递介质；通过参加渗析反应和控制物理化学因素等，实现无机化合物的形成和改性。

权利要求

1.一种类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：取0.5～1mL的HF搅拌下加入到40～70mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取0.5～1mmol的Zn(Ac)2·2H2O和2～4mmol的Cd(Ac)2·2H2O以nZn：nCd＝1：4的摩尔比搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取4～8mmol的硫脲作为硫源搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液C；

步骤四：将混合溶液C按50％～70％的填充比加入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160℃～200℃反应20～26h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤、真空干燥后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

2.根据权利要求1所述的类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一、步骤二和步骤三的搅拌采用磁力搅拌。

3.根据权利要求1所述的类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五去离子水和乙醇分别离心洗涤3～6次。

4.根据权利要求1所述的类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五真空干燥温度为40～80℃，干燥时间为5～10h。

说明书

技术领域

本发明涉及一种Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，具体涉及一种类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法。

背景技术

当今社会，随着社会的进步和发展，工业化和人工智能化的程度越来越高，对于所使用材料的要求也越来越高，传统的材料不能满足使用的需求，因此越来越多的功能材料以及复合材料得到快速的发展。传统化石燃料的日益枯竭和其燃烧所带来严重的环境污染问题促使人们寻找清洁的新型能源，氢能作为一种高效的清洁能源因其具有广泛的应用前景而备受关注。目前工业上常用的甲烷水蒸气重整这种制氢方法不仅仅需要消耗巨大的能量,同时会生成大量二氧化碳气体。而光催化分解水可以直接将太阳能转化成化学能存储在氢气当中，光催化制氢的活性主要取决于半导体光催化剂的光吸收能力、光生载流子的分离和迁移、表面反应动力学等。

Ⅱ-Ⅵ化合物是当下研究的重点和热点，Ⅱ-Ⅵ族硫化物，其带隙宽度所对应的吸收光谱波长在在紫外和可见光区域，尤其是导带价带电势位置合理，为有效利用太阳能提供可能。它们在半导体激光器、传感器、固体发光和太阳能电池等领域有着广泛的应用前景，故一直备受重视。其中ZnxCd1-xS(0≤x≤1)固溶体材料作为一种新颖的具有良好光催化性能的材料，由于其可调节变换的禁带宽度及独特的催化活性，而受到广泛的研究。而且其具有价格便宜、化学稳定性较强、抗光腐蚀和容易回收等优点，一经问世就引起了人们广泛的关注。ZnxCd1-xS在许多工业领域都存在着潜在的应用，且常常被应用于光致发光及光电导体设备，光催化降解、产氢，荧光粉以及其他光电领域中。

近几年来，随着对于ZnxCd1-xS研究的深入，科研工作者得知其结构和性能与其制备的方法有着紧密的联系。根据人们的探索，已经运用水热法、共沉淀法、微乳液法和热分解法等常规方法成功制备得到了ZnxCd1-xS固溶体材料。目前，Zn0.2Cd0.8S(x＝0.2) 材料的合成方法主要有：共沉淀法(Xing C,Zhang Y,Yan W,et al.Band structure-controlledsolid solution of Cd1-xZnxS photocatalyst for hydrogen production by watersplitting[J].Int.J.Hydrogen Energy,2006,31(14):2018-2024.)、微乳液法(Chen D,Gao L.Microemulsion-mediated synthesis of cadmium zinc sulfide nanocrystalswith composition-modulated optical properties[J].Solid State Communications,2005,133(3): 145-150.)、热分解法(Yu J,Yang B,Cheng B.Noble-metal-free carbonnanotube-Cd0.1Zn0.9S composites for high visible-light photocatalytic H2-production performance[J].Nanoscale,2012,4(8):2670-2677.)。其中，共沉淀法的反应速度快，工艺简单易操作，产物质量优异，但对于温度的要求较高，能耗较大，而且产物容易发生烧结或熔融，反应不易控。微乳液法的工艺操作较为简单，装置简单，操作方便，且粒子均匀，但会有大量的有机物产生，对环境会有一定的影响，造成环境污染，反应速率较难控制，还需要增加对反应副产物的处理，使得反应的成本增加。热分解法反应操作简单，反应速率快，但易造成产物团聚，且反应所需温度较高，对生产所需能量和成本要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本低、制备周期短的类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的制备方法，所制备出的材料结晶性好、形貌新颖、性能优异。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

步骤一：取0.5～1mL的HF搅拌下加入到40～70mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取0.5～1mmol的Zn(Ac)2·2H2O和2～4mmol的Cd(Ac)2·2H2O以 nZn：nCd＝1：4的摩尔比搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取4～8mmol的硫脲作为硫源搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液C；

步骤四：将混合溶液C按50％～70％的填充比加入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160℃～200℃反应20～26h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤、真空干燥后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

所述步骤一、步骤二和步骤三的搅拌采用磁力搅拌。

所述步骤四的填充比为50％～70％。

所述步骤五去离子水和乙醇分别离心洗涤3～6次。

所述步骤五真空干燥温度为40～80℃，干燥时间为5～10h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明制备工艺简单、成本低，同时所制备的Zn0.2Cd0.8S材料形貌新颖，为类叶片状，且材料纯度高、结晶性强，可以应用在光催化降解有机物或者电子发光器件等领域，特别是在光解水产氢方面，能够得到很好的经济效益和社会效益，由于材料的性能比较优异，其应用也能得到较好的发展。

采用水热法来制备Zn0.2Cd0.8S材料，工艺操作简单，不需要大型的反应设备，在水热的条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂，同时还可作为压力传递介质；通过参加渗析反应和控制物理化学因素等，实现无机化合物的形成和改性。既可制备单组分微小晶体，又可制备双组分或多组分的特殊化合物粉末。

附图说明

图1是本发明实施例2制备的类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的XRD图。

图2是本发明实施例2制备的类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的SEM图。

图3是本发明实施例2类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料的产氢时间取向图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述：

实施例1：

步骤一：取0.5mL的氢氟酸(HF)磁力搅拌下加入到49.5mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取0.5mmol的二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)和2mmol的二水合醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)磁力搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取4mmol的硫脲作为硫源磁力搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液 C；

步骤四：将混合溶液C加入聚四氟乙烯的内衬中，控制填充比为50％，在160℃反应20h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤3次，在40℃真空干燥5h后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

实施例2：

步骤一：取0.8mL的氢氟酸(HF)磁力搅拌下加入到59.2mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取0.75mmol的二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)和3mmol的二水合醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)磁力搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取6mmol的硫脲作为硫源磁力搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液 C；

步骤四：将混合溶液C加入聚四氟乙烯的内衬中，控制填充比为60％，在180℃反应24h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤4次，在60℃真空干燥8h后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

从图1中可以看出实施例2所制备样品对应标准卡片PDF#49-1302(Zn0.2Cd0.8S)。从XRD图中可以看出制得了六方相的Zn0.2Cd0.8S，该材料的结晶性以及物相纯度极好。从图2中可以看出材料的形貌新颖，为类叶片状。从图3中可以看出实施例2所制备样品在一个反应周期(4h)的产氢量可达37.843mmol。

实施例3：

步骤一：取1mL的氢氟酸(HF)磁力搅拌下加入到69mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取1mmol的二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)和4mmol的二水合醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)磁力搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取8mmol的硫脲作为硫源磁力搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液 C；

步骤四：将混合溶液C加入聚四氟乙烯的内衬中，控制填充比为70％，在200℃反应26h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤6次，在80℃真空干燥10h后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

实施例4：

步骤一：取0.9mL的氢氟酸(HF)磁力搅拌下加入到70mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取0.9mmol的二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)和3.6mmol的二水合醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)磁力搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取7.2mmol的硫脲作为硫源磁力搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液C；

步骤四：将混合溶液C加入聚四氟乙烯的内衬中，控制填充比为65％，在170℃反应25h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤5次，在50℃真空干燥6h后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

实施例5：

步骤一：取0.6mL的氢氟酸(HF)磁力搅拌下加入到40mL的H2O中制成混合溶液A；

步骤二：分别取0.6mmol的二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)和2.4mmol的二水合醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)磁力搅拌下加入混合溶液A中制成混合溶液B；

步骤三：取4.8mmol的硫脲作为硫源磁力搅拌下加入混合溶液B中形成混合溶液C；

步骤四：将混合溶液C加入聚四氟乙烯的内衬中，控制填充比为37％，在190℃反应22h；

步骤五：待反应完成后，经去离子水和乙醇分别离心洗涤4次，在70℃真空干燥9h后经研磨得到类叶片状的Zn0.2Cd0.8S材料。

一种类叶片状的ZnCdS材料的制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。