一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过化学气相沉积法在柔性碳布基底上生长得到ReS

【技术实现步骤摘要】
一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及光催化材料制备
，具体涉及一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法和应用。技术背景安全的饮用水对人们的日常生活来说不可或缺，但随着全球工业和农业的发展及人类生活水平的提高，水污染问题日益严重，越来越多的工业废水、医疗废水、生活污水及生活垃圾等携带有大量有毒有害的有机污染物和致病微生物，未经及时有效的处理就被排放到河流湖泊中，不仅造成水体污染，还会进一步扩散渗透污染地下水源。如果人类和动物饮用了这种被污染的水源，会造成一系列传染性疾病的发生，影响人们的健康，甚至危及生命。此外，微生物还会引起各种工业材料、食品和医药品的分解、变质、腐败，带来重大的经济损失。因此，具有杀菌和抗菌效应的高效、低成本和环境友好的材料越来越受到人们的关注。近年来，半导体光催化技术在环境污染治理领域中获得了大量的关注。光催化材料可以仅利用太阳能资源破坏许多结构稳定的难降解有机污染物、还原重金属离子、除臭、防腐和杀菌，与传统水处理技术相比，其具有节能、高效、污染物降解彻底等优点且无二次污染等特点，目前已成为一种具有重要应用前景的环境污染控制方法。当前以二氧化钛、石墨烯-氮化钛等为代表的材料在光催化杀菌领域获得了大量的关注，但他们都是宽带隙材料(带隙分别为3.2eV和2.7eV)，只能吸收紫外光及非常少量的红外光部分，对太阳光的能源利用率仅为4％，相应地，光催化效率也很低，这大大限制了其应用领域。通常来说，主要通过以下三种方法来提升光催化剂的活性：两种半导体复合、贵金属与半导体耦合、非金属元素掺杂于半导体晶格中。新型半导体材料ReS2因其具有良好的光催化性能和形貌多样性而被广泛关注和深入研究。ReS2无论是单层还是块材，都是直接带隙，带隙约为1.5eV且几乎不受层数的影响；它的光吸收范围涵盖了整个可见光谱，并且扩展到了近红外区域，对太阳光的利用率达到60％左右，可以利用太阳光在短时间内完成对有机污染物及细菌的充分降解和杀灭，具有优良的光催化性能及环境友好等特性，在光催化领域受到研究者的极大关注。然而，由于直接带隙材料普遍存在光生电子-空穴易复合的问题，这在一定程度上影响了光催化性能。因此，为了进一步提高ReS2的光催化性能，可以通过构建半导体复合材料可以加速电子-空穴对的分离，从而提高材料的光催化性能。在此，我们通过在ReS2光催化体系中引入贵金属纳米粒子，贵金属表面等离子体共振效应，不仅可以抑制光生电子-空穴的重组，提高其分离速率，同时还可以扩宽ReS2的可见光吸收范围，增加对可见光的利用率；另外，纳米银颗粒的表面等离子体共振效应还会又到形成一个高强度的电磁场，该电磁场与ReS2相互作用，从而促进电子-空穴对的分离。另外，Ag是优良的导体，可以作为电子沉积池，捕获来自ReS2导带的电子，从而抑制电子和空穴的重组速率。等离子体贵金属可以散射入射光子，使得光子在ReS2表面的光路通道增长，促进ReS2对光子的吸收，从而增加光生电子和空穴的形成速率。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点和不足，本专利技术公开了一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法和应用，该制备方法通过化学气相沉积的方式，直接在柔性碳布基底上生长二硫化铼纳米片，随后以热蒸镀的方式在ReS2纳米片的表面镀上不同粒径大小的银纳米颗粒，利用贵金属表面等离子体共振效应来进一步提升ReS2的光催化性能，可以应用于污水消毒、环境净化、等领域，具有安全高效、绿色环保、制备简单、可重复性好等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：S1、清洗并干燥柔性碳布基底；S2、ReO3作为铼源，以硫粉作为硫源，采用化学气相沉积法在碳布基底上制备得到二硫化铼纳米片；S3、利用热蒸镀方法在ReS2纳米片的表面镀上不同厚度的Ag纳米颗粒。需要说明的是，所述步骤S1的操作为：将碳布基底依次用丙酮、乙醇、去离子水在超声条件下清洗并干燥。需要说明的是，所述步骤S2中铼源和硫源的质量比为3：800～1000。需要说明的是，所述步骤S3的为：将生长有ReS2的碳布基底固定在热蒸镀的样品台上，将银丝放入热蒸发舟中，关闭腔门，抽真空至5*10-4Pa以下，启动热蒸发程序，进行镀膜；待ReS2纳米片表面的Ag纳米颗粒达到所需厚度时，结束镀膜，取出样品。基于本专利技术，还提供一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化的杀菌材料。还提供该种本专利技术的银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料在光催化杀菌产品中的应用。最后，提供一种至少包含有本专利技术的银/二硫化铼二元复合纳米的光催化杀菌材料。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术公开了一种Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料的制备方法及应用，利用该方法得到复合材料，其光催化杀菌效果较单一的ReS2纳米片有了更大的提升。2、该复合材料柔性可折叠，轻便，可重复性好，并易于回收利用，是一种清洁高效、应用前景广泛的绿色环保型光催化杀菌材料。本专利技术制备方法获得的Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料，将银纳米颗粒附着在垂直生长的二硫化铼纳米片表面，与其他平面纳米材料相比，不仅暴露出大量的边缘位置，获得更高密度的催化活性位点。此外，引入的银纳米颗粒由于贵金属表面等离子体共振效应，不仅扩展了半导体复合材料的可见光吸收范围，还增加了对可见光的利用率；另外，贵金属还可以作为光生电子的接收器，可以提高复合系统界面的载流子载运，光生电子在金属表面积累，而空穴会留在ReS2表面，从而在光催化过程中生成更多的具有强氧化作用的活性自由基，如单线态氧、羟基自由基和超氧阴离子等，能够进一步提升光催化杀菌的效率，并可以同样应用于染料降解、异味祛除的相关环保领域。附图说明图1为实施例1的在碳布基底上生长的ReS2纳米片的SEM图，放大倍数为10000倍；图2为实施例1的Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料的SEM图，放大倍数为20000倍；图3为实施例1的Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料的SEM图，放大倍数为50000倍；图4为实施例1的Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料的Raman图；图5为实施例1的Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料的XRD图；图6为实施例1的Ag/ReS2纳米复合光催化杀菌材料在黑暗和可见光照射条件下的杀菌效果图。具体实施例以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。本专利技术为一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：S1、清洗并干燥柔性碳布基底；S2、ReO3作为铼源，以硫粉作为硫源，采用化学气相沉积法在碳布基底上制备得到二硫化铼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1、清洗并干燥柔性碳布基底；/nS2、ReO

【技术特征摘要】
1.一种银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、清洗并干燥柔性碳布基底；
S2、ReO3作为铼源，以硫粉作为硫源，采用化学气相沉积法在碳布基底上制备得到二硫化铼纳米片；
S3、利用热蒸镀方法在ReS2纳米片的表面镀上不同厚度的Ag纳米颗粒。


2.根据权利要求1所述的银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S1的操作为：将碳布基底依次用丙酮、乙醇、去离子水在超声条件下清洗并干燥。


3.根据权利要求1所述的银/二硫化铼二元复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法，其特征在于，所述步骤S2中铼源和硫源的质量比为3：800～1000。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璋，张颖，汪敏捷，黄文添，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44