ZnS纳米球的水热法制备及其光催化性能研究_刘海瑞
溶剂热制备球状ZnS纳米光催化剂及其光催化性能
催 化 剂 均 具 有 较 好 的 结 晶 性 能 ， 有 球 状 形 貌 ． 在 １ ０ ｏ 处 理 １ 具 但 ４ Ｃ下 ６ｈ的 Ｚ Ｓ样 品 表 现 了最 高 ｎ 的光 催 化 活性 ．光 照 ５ ｈ后 ，染 料 酸 性 橙 Ⅱ、 甲基橙 、 亚 甲基 蓝 、 罗丹 明 Ｂ 的 降解 率 分 别 达 到 ９ ．９％、３０ １４ ９ ．４％、 ４６ ６ ．３％和 ５ ．９％． 主要 归 于该 条 件 下 制备 的 Ｚ Ｓ具 有 比较 好 的 结 晶 性 能 、 １７ 这 ｎ
第 ３卷 第 ３期 ２０ ｒｏ ｓ Ｍｅ ａｓ ｃｅ ｃ ａ ｄ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｅｒｕ ｔｌ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ＿ ，Ｎｏ３ ｌ ３ ．
Ｊ ｎ． ０１ ｕ ２ ２
文 章编 号 ： ６ ４ ９ ６ （０ ２ ０ — ０ １ ０ １７ — ６ ９ ２ １ ） ３ ０ ２ — ６
大 比表 面 积 和较 少的 晶格 缺 陷 ．
关键词 ： ｎ ； 剂热 ； ＺＳ溶 乙二 醇 ； 光催 化 ； 染料 中 图 分 类 号 ： ６ ４ １ Ｔ １ １５ ０ ４ ． ； Ｆ １ ．２ 文献 标 志码 ： Ａ
Ｓ ｌ ｏ ｈ ｒ ａ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｐ ｅ ｉａ Ｓ ｎ ｎ — ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｓ ｎ ｔ ｏ ｖ ｔ ｅ ｍ ｌｐ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｓ ｈ ｒｃ ｌＺｎ ａ Ｏ ｐ ０ ０ ａ ａｙ ｔａ ｄ ｉ ｓ
２Ｆ ｊ ｎ Ｐｏｉｃ ｅ ａｏａｏｙｏ ｈ ｔｃｔｙｉ— ｔｔ Ｋ ｙＬ ｂｒｔｒ ｒｅｉｇ Ｂ ｓ ，Ｆ ｚｏ ｎｖｒｉ ， ｕｈｕ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ．ｕｉ ｒｖ ｉ Ｋ ｙ Ｌｂ ｒｔｒ ｆＰ ０ｏａａ ｓ Ｓａｅ ｅ ａ ｏａｏ Ｂｅｄｎ ａｅ ｕｈｕ Ｕ ｉｅｓｙ Ｆ ｚｏ ５ ０ ２， ｈｎ ） ａ ｎａ ｌ ｌ ｓ ｙ ｔ
《二硫化锡基纳米材料制备及其光催化性能研究》范文
《二硫化锡基纳米材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境保护和可持续发展的需求日益增强，光催化技术作为一种新型的绿色环保技术，其应用范围逐渐扩大。
其中，二硫化锡基纳米材料因其独特的物理和化学性质，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究二硫化锡基纳米材料的制备方法及其光催化性能，以期为光催化技术的进一步应用提供理论基础和实验依据。
二、二硫化锡基纳米材料的制备二硫化锡基纳米材料的制备方法主要采用化学法，包括溶液法、气相法等。
本文采用溶液法中的水热法进行制备。
水热法是一种常用的制备纳米材料的方法，其基本原理是在高温高压的水溶液中，通过控制反应条件，使原料发生化学反应并生成目标产物。
具体步骤如下：1. 准备原料：将锡盐和硫源按照一定比例混合，加入适量的去离子水，形成均匀的溶液。
2. 水热反应：将溶液转移至反应釜中，加热至一定温度并保持一定时间，使原料发生水热反应。
3. 分离与洗涤：反应结束后，将产物进行离心分离，并用去离子水和乙醇洗涤数次，以去除杂质。
4. 干燥与煅烧：将洗涤后的产物在烘箱中干燥，然后进行煅烧处理，以提高产物的结晶度和纯度。
三、二硫化锡基纳米材料的光催化性能研究二硫化锡基纳米材料具有优异的光催化性能，可以用于降解有机污染物、分解水制氢等环保领域。
本文将研究其光催化性能及影响因素。
1. 光催化性能测试：采用典型的有机污染物（如甲基橙、罗丹明B等）作为目标降解物，在可见光照射下进行光催化实验。
通过测定降解过程中目标降解物的浓度变化，评价二硫化锡基纳米材料的光催化性能。
2. 影响因素分析：研究反应条件（如温度、光照强度、pH值等）、催化剂用量、催化剂种类等因素对光催化性能的影响。
通过实验数据对比分析，找出最佳的反应条件和催化剂用量。
3. 催化剂稳定性测试：通过多次循环实验，评价二硫化锡基纳米材料的稳定性。
通过对比前后光催化性能的差异，判断催化剂的耐久性和可重复使用性。
四、实验结果与讨论1. 制备结果：通过水热法制备得到的二硫化锡基纳米材料具有较高的纯度和良好的结晶度。
《硫化锌(ZnS)量子点的制备及特性研究》范文
《硫化锌（ZnS）量子点的制备及特性研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，硫化锌（ZnS）量子点因其独特的光学和电学性质在光电器件、生物标记和光催化等领域具有广泛的应用前景。
ZnS量子点的制备技术及特性研究成为当前研究的热点。
本文将重点探讨硫化锌（ZnS）量子点的制备方法，并对其特性进行深入研究。
二、硫化锌（ZnS）量子点的制备1. 制备方法硫化锌（ZnS）量子点的制备方法主要包括物理法和化学法。
物理法主要包括真空蒸发、溅射等，而化学法则以溶液法为主，如化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。
本文将主要介绍溶液法中的化学气相沉积法制备硫化锌（ZnS）量子点。
2. 制备过程（1）原料准备：准备锌源（如醋酸锌）和硫源（如硫脲），以及适当的溶剂（如乙醇）。
（2）化学反应：在一定的温度和压力下，将锌源和硫源在溶剂中进行化学反应，生成硫化锌前驱体。
（3）成核与生长：通过控制反应条件，使前驱体成核并生长为硫化锌量子点。
（4）分离与纯化：将生成的硫化锌量子点从反应体系中分离出来，并进行纯化处理。
三、硫化锌（ZnS）量子点的特性研究1. 光学性质硫化锌（ZnS）量子点具有独特的光学性质，如宽带隙、高荧光量子产率等。
其发光颜色可通过调整量子点的大小和表面修饰进行调控。
这些光学性质使得ZnS量子点在光电器件、LED显示等领域具有广泛的应用前景。
2. 电学性质硫化锌（ZnS）量子点具有优异的电学性质，如高导电性和良好的电荷传输性能。
这些电学性质使得ZnS量子点在太阳能电池、场效应晶体管等领域具有潜在的应用价值。
3. 稳定性与生物相容性硫化锌（ZnS）量子点的稳定性好，具有良好的生物相容性。
这使得ZnS量子点在生物标记、药物传递等领域具有广泛的应用前景。
通过表面修饰，可以提高ZnS量子点在水和有机溶剂中的稳定性，并降低其细胞毒性，从而提高其在生物医学领域的应用价值。
四、结论本文对硫化锌（ZnS）量子点的制备方法及特性进行了深入研究。
ZnS_Cu纳米颗粒的制备及发光性质
ZnS∶Cu纳米颗粒的制备及发光性质3孙远光,曹立新,柳 伟,苏 革,曲 华,姜代旬(中国海洋大学材料科学与工程研究院,山东青岛266100)摘 要: 采用水热法制备了Cu离子掺杂的ZnS (ZnS∶Cu)纳米颗粒,研究了锌硫比和反应时间对ZnS∶Cu纳米颗粒光致发光性质的影响。
通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,发现该方法得到立方闪锌矿结构的球形ZnS∶Cu纳米晶,粒径在1～6nm之间。
室温下,用350nm波长的紫外光激发ZnS∶Cu纳米粒子,可以得到归属于浅施主能级与铜t2能级之间的跃迁产生的绿色发光,发光强度随锌硫比的增大和反应时间的延长先增强后减弱,发射峰位随锌硫比和反应时间的变化有一定移动。
认为浅施主能级为与硫空位有关的能级,锌硫比和反应时间对硫空位的数量和能级位置有一定影响。
关键词: ZnS∶Cu纳米晶;水热法;光致发光中图分类号: O611.4;O614.24文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)04206892041 引 言ZnS是一种性能优越的Ⅱ2Ⅵ族发光材料,禁带宽度为3.66eV。
属于直接带结构半导体,在荧屏显示领域已有广泛应用。
近年来,随着纳米材料研究的深入,国内外对ZnS纳米发光材料已进行了多方面的研究,当ZnS中掺入稀土离子或过渡金属离子(如掺Mn[1]、Cu[2～8]、Ag[9])作为激活剂时,可改变基质内部能带结构,形成各种不同的发光能级。
例如,铜离子作为ZnS的激活剂时,在4个硫离子形成的四面体晶体场中,铜的3d9基态分裂为较高的t2能级和较低的e 能级。
相对于锰掺杂,关于铜掺杂ZnS的研究较少,具体到纳米级光致发光材料,就更少了。
纳米级ZnS∶Cu粒子可以用多种方法制备,但不同的工艺形成不同的能级,引起其发光性质的不同。
例如,刘昌辉等[3]研究了硫脲和硫代硫酸钠体系中, Cu+掺杂浓度为0.6%时发射达到最强.该发射峰随掺杂浓度的提高和微粒生长时间的延长而红移;当Cu+掺杂浓度为0.2%时,ZnS∶Cu纳米微粒还产生一个位于450nm的蓝色发射带,该发射带在掺杂浓度更高时被猝灭。
关于硫化锌光学性能的研究综述
关于硫化锌光学性能的研究综述摘要：本文从硫化锌的结构分析入手，从硫化锌的发光特性、红外特性、光导电性、光催化性四个方面介绍了其光学性能及主要应用，并对现有的研究现状进行了简要阐述，以期解决研究和应用中的常见问题，不断拓展硫化锌的应用领域。
关键词：硫化锌发光特性红外特性光导电性光催化性一、硫化锌的结构硫化锌是由硫元素和锌元素构成，化学分子式为ZnS，白色或微黄色粉末，见光色变暗。
硫化锌主要有两种结构，分别为六方纤锌矿变体（α变体）和立方闪锌矿变体（β变体）。
α变体的密度为3.98g/cm3、β变体的密度为4.102g/cm3，β变体在1020℃会转变为α变体。
但相变温度也不是固定不变的，随着硫化锌晶体尺寸的减小，相变温度也随之减小。
而且，β变体常作为发光材料来使用。
在实验制备的硫化锌中，锌和硫不能完全匹配，有一些非饱和的锌原子化合键存在于硫化锌晶体中，因此硫化锌大多为n型半导体。
二、硫化锌的光学特性及其应用硫化锌在干燥空气中性能较为稳定，久置潮湿空气中会逐渐氧化为硫酸锌。
它属于直接带隙，带宽约为3.7eV。
硫化锌作为一种半导体材料具有以下光学特性：1.发光特性半导体发光是由于价带中的电子被激发到导带中，在完全充满的价带中留下空穴，其后导带中电子与价带中的空穴发生辐射复合而导致发光。
硫化锌是一种宽禁带Ⅱ-VI族半导体材料，3.7eV左右的宽带隙，其本征发射在330nm左右。
38meV的激子束缚能使得其在室温下，就可以产生大量的激子发射，而且其发光效率较高。
硫化锌基掺杂的纳米发光材料在形态和性质上与体材料具有不可比拟的优势，纳米微粒的量子限域效应可能使材料的量子效率获得提高。
硫化锌是迄今为止最佳发光材料的基质之一，广泛应用于许多领域，如：等离子及电致发光、阴极射线管（用于雷达、电视及示波器）材料、平板显示。
此外，它还应用于传感器、X射线荧光检测，也可用于制作光电（太阳能）敏感元件等。
1.红外特性硫化锌对可见光具有很高的折射率，而对于红外光却有很高的透过率，在500℃时透过率仍能够保持在60％以上，是一种重要的红外透过材料，采用特定方法制备的硫化锌纳米颗粒，可以实现其可见光至远红外区域的全波段高透过性。
纳米铁酸锌的制备及其性能的研究
五、未来展望
纳米铁酸锌作为一种多功能纳米材料，其在许多领域的应用前景广阔。未来 的研究将集中在以下几个方面：1）继续研究和改进纳米铁酸锌的制备工艺，寻 求更高效、环保的制备方法；2）深入探究纳米铁酸锌的性能及其影响因素，探 索其在更多领域的应用可能性；3）利用纳米铁酸锌进行功能性器件的开发和应 用，例如在新能源、环保、生物医学等领域的应用；4）加强纳米铁酸锌在生产 生活中的应用研究，为其产业化提供技术支持。
参考内容二
摘要
本次演示采用水热合成法成功制备了纳米铁酸铜（CuFe2O4）材料。通过X射 线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征手段，对其结构和形貌进行了 详细研究。结果表明，所制备的纳米铁酸铜呈球形或近球形，粒径分布均匀，结 晶度良好。此外，我们还研究了纳米铁酸铜的磁学性能，发现其具有优异的磁学 性能。
三、结果与讨论
1、纳米铁酸铜的晶体结构与形 貌
通过X射线衍射分析可知，所制备的纳米铁酸铜呈尖晶石型结构，具有优异 的结晶度。扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察结果表明，所制备的纳米铁酸 铜呈球形或近球形，粒径分布均匀。这种形貌有利于提高纳米材料的磁学性能和 稳定性。
2、纳米铁酸铜的磁学性能
通过磁学测量系统测试发现，所制备的纳米铁酸铜具有优异的磁学性能。在 室温下，其饱和磁化强度（Ms）和矫顽力（Hc）均表现出较高的值。此外，我们 还研究了纳米铁酸铜在不同温度下的磁学性能变化，发现其具有较好的热稳定性。 这种优异的磁学性能使得纳米铁酸铜在磁记录、磁传感器等领域具有广泛的应用 前景。
二、纳米铁酸锌的制备
制备纳米铁酸锌的方法主要有化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、电化 学法等。其中，化学沉淀法是最常用的方法之一，通过控制溶液的pH值和温度， 使铁和锌的化合物在水溶液中沉淀，再经过热处理得到纳米铁酸锌。
ZnS光催化剂的研究进展
ZnS 光催化剂的研究进展石家庄铁道大学，材料科学与工程学院，河北省交通工程材料重点实验室，石家庄050043河北崔亚楠，苏俊章*，贾云宁，张咪，佟鑫，郭钰东【摘要】硫化锌(ZnS)是一种半导体型纳米光催化剂。
因其在抗氧化与水解方面具有较好的化学稳定性，同时具有明显的光电效应，因此，在制备太阳能电池、光敏电阻、污水降解、水解制氢等方面具有独特的优势。
本文重点讨论了半导体型ZnS纳米晶体的合成方法、结构组成和光催化应用的最新进展。
【关键词】ZnS；光催化剂；降解；水解制氢引言ZnS是一种独特的II-VI族半导体光催化剂，由于其形貌多样、物理和光催化性能优异，受到了世界各国学者的广泛研究。
传统意义上，ZnS具有显著的多功能性，可用于多种新型应用，例如发光二极管(LED)、电致发光、传感器、激光器和生物设备等[1]。
与此同时研究发现，ZnS主要以两种结晶形式存在，一种为立方体晶型(闪锌矿)，一种为六角形晶型(纤锌矿)。
在两种晶体形式中，Zn和S的配位几何形状是四面体晶系，它们的带隙分别为3.72 eV和3.77 eV [1]。
由于ZnS仅在紫外光区域响应(λ<340 nm)，因此，研究人员通过减小其禁带宽度，拓宽光响应范围，制备出具有高效光催化性能的可见光驱动的ZnS基光催化剂。
通过制备具有纳米结构的ZnS，可以改善其光催化活性，从而用于多种光催化技术，如卤代苯衍生物的光还原脱卤、CO2的光催化还原、有机污染物的光催化降解、以及光催化水解制氢技术[2]。
此外，ZnS具有许多独特的优势，例如优异的电子传输性能、良好的热稳定性、高电子迁移率、无毒性和相对较低的成本。
为此，各国学者对ZnS进行了许多改进研究，如金属或非金属元素掺杂、染料敏化、复合半导体和形成表面缺陷等[3,4]，以期开发出宽太阳光谱相应的可见光活性光催化剂。
因此，在基础研究和实际应用中，具有不同形貌的ZnS纳米结构将会受到广泛关注。
本文侧重于对ZnS光催化剂的合成方法以及光催化应用的讨论与总结。
ZnS 量子点的制备及光催化性能研究
ZnS 量子点的制备及光催化性能研究魏茂彬;王佳琳;曹健;杨景海【摘要】采用水热法制备了ZnS量子点纳米材料，利用X射线衍射仪（ XRD）和透射电子显微镜（ TEM）对所制备的样品进行了结构和形貌表征．同时以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星（ CIP）为降解对象，研究了ZnS量子点的光催化性能．经研究表明，成功制备了ZnS量子点材料，且ZnS量子点材料在紫外光照射下能够明显的降解环境中存在的抗生素环丙沙星（ CIP）污染物，降解效率达到80％，表现出良好的光催化性能，但其在可见光下照射下的光催化性能明显降低，降解效率仅有45．75％．%In this paper , ZnO quantum dot nanomaterials were prepared by hydrothermal method and the structure and morphology of the prepared samples were characterized by XRD and transmission electron microscopy ( TEM ) .At the meantime , it is studied photocatalytic properties of ZnS quantum dots using antibiotic contaminants ciprofloxacin ( CIP) in the environment as the object of degradation .The study showed that ZnS quantum dot successfully prepared revealed good photocatalytic properties under UV irradiation ,it can effectively degraded the antibiotic contaminants ciprofloxacin ( CIP ) in the environment , but its catalytic activity under visible light was not high and its removal efficiency was only 45.75%.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】4页(P30-33)【关键词】ZnS量子点;水热法;光催化性能;抗生素【作者】魏茂彬;王佳琳;曹健;杨景海【作者单位】吉林师范大学物理学院，吉林四平136000;吉林师范大学物理学院，吉林四平136000;吉林师范大学物理学院，吉林四平136000;吉林师范大学物理学院，吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】O643.3随着经济的快速发展，人类资源污染日趋加剧，对污染物的降解处理现已经是迫在眉睫了，是人类现今亟待解决的问题之一[1-2]．抗生素污染物是一类难降解和含生物毒性物质多的有机污染物，环境的恶化严重威胁着人们的健康[3-4]．纳米ZnS是一种优异的光催化半导体材料[5-7]，因为纳米ZnS在一定条件下受激发能够产生大量的光子-空穴对，同时当ZnS粒子的粒径相当于其激子的玻尔半径时，材料将呈现出明显的量子尺寸效应，这一效应能够使其能级改变、能隙变宽，从而大大增强其氧化还原能力．因此，ZnS的制备及性能研究引起了广大科研工作者们的关注[8-13]．本文采用水热法成功制备了ZnS量子点纳米材料，并以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象，深入研究了ZnS量子点的光催化性能．利用水热法制备纤锌矿结构的ZnS纳米颗粒，按物质量比1∶2准确称量适量的醋酸锌和硫脲．然后，按照1∶1比例将水和乙二胺充分混合制成混合溶液，再将醋酸锌溶于此混合溶液中．将溶有醋酸锌的混合溶液在常温下搅拌1 h，使其充分溶合．再将硫脲加入到上述混合溶液中，将其用磁力搅拌器搅拌2 h．搅拌后，将所得的溶液放入反应釜中190 ℃条件下进行烧结12 h．取出反应釜中的产物，反复2次用去离子水对其进行超声清洗和离心干燥；最后，将清洗后的样品放置在真空干燥箱中在70 ℃下干燥至恒重，即得到粉末物质．晶体结构通过D/max-2500型X射线粉末衍射仪(XRD)和日本电子JEM-2100HR 型高分辨透射电子显微镜进行表征．材料性能利用Thermo Nicolet 360型红外光谱仪和日本岛津UV2450型紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)进行表征．图1(A)为水热法合成的ZnS样品的XRD谱图，从图中可知，在2θ角为28°，48°，56°处出现3个较强的衍射峰，这与ZnS的JCP-DS标准卡片(JCPDS No.36-1450)的(111)，(220)，(311)特征衍射峰的峰位置一一对应，并无其他杂峰出现，表明所制备的样品为纯度较高的纤锌矿结构ZnS纳米材料．由图1(B)样品的TEM图可知，样品的颗粒平均大小为5～6 nm，样品结晶良好，样品的晶格面间距为0.31 nm，说明所制备的样品为纤锌矿结构的ZnS量子点．图2为利用水热法制备纤锌矿结构ZnS量子点的UV-Vis光谱图．由图可知，ZnS 样品在300 nm区域有一个较强的紫外吸收，通过计算可知ZnS量子点的带隙宽度为3.82 eV[14]．从图中可以看出，紫外吸收光谱具有明显的蓝移现象，这是因为本实验所制备的ZnS材料的颗粒大小接近于ZnS的玻尔半径(2.4 nm)[15]产生了量子尺寸效应所致．图3为水热法制备纤锌矿结构ZnS纳米颗粒的红外光谱图．由图中可知，3 500 cm-1和1 260 cm-1处出现了较强的振动峰，此吸收峰为ZnS样品中吸附水的—OH基团O—H键的振动峰，这说明ZnS量子点表面的Zn2+与—OH发生了较强的键合作用．1 610 cm-1处的吸收峰为醋酸锌中非对称和伸缩振动的特征吸收峰；1 400 cm-1处的吸收峰对应于醋酸锌中对称C—O伸缩振动的特征吸收峰；617 cm-1处的吸收峰应为ZnS的特征吸收峰．为了研究ZnS量子点材料光催化降解抗生素类污染物的性能，本实验接下来以环丙沙星(CIP)为降解对象，分别在只有紫外光作用、无ZnS光催化剂的情况下(如图4中曲线a)、无紫外光作用只有ZnS光催化剂的情况下(如图4中曲线b)和ZnS光催化剂在紫外光作用下(如图4中曲线c)对ZnS量子点材料的光催化性能进行了研究(如图4)．由图中数据可知，数据a表明紫外光照射对CIP溶液没有降解作用，在照射40 min后吸光度值有所增加，这因为CIP自身发生了聚合作用所导致，因此CIP在紫外光照射下比较稳定，不容易被降解．从数据b可以看出CIP没有明显得到降解，并且变化较缓慢，降解率只有22.4%,这是由ZnS光催化剂自身对CIP溶液物理的吸附作用引起的．从数据c可以看出ZnS光催对CIP溶液具有明显的降解作用，40 min时其降解率就达到了62.7%，当照射时间为60 min时其降解率可达到80.3%．所以，本实验所制备的ZnS量子点材料在紫外光激发下对CIP具有良好的光催化降解能力．本实验也考察了可见光下ZnS量子点材料光催化降解染物环丙沙星(CIP)的性能．由图5可知，光照60 min后，ZnS光催化剂在可见光照射下对CIP的降解率为45.75%，可见此种条件下ZnS的催化活性较紫外光条件下大大降低了，如果再去除ZnS自身的物理吸附作用和可见光中少量的紫外光激发ZnS产生的光催化活性对CIP的降解，直接证明可见光下ZnS的催化活性较低．从图6中可以看出，插图a为未被紫外光光照过的CIP原溶液，从谱图中可看出只有在3.0 min处出现了一个单峰并且峰值很大，峰面积为550.2．将其溶液进行不同时间的光照，然后进行色谱分析，结果表明，随着光照时间的增加，3.0 min 处吸收峰的峰值明显减弱，峰面积大大减小，到紫外光光照60 min后，峰面积降低到36.4．在1.5 min和6.5 min处出现了新的峰，其峰值随着光照时间的增加出现不规则变化．因此，由CIP色谱峰的峰面积的变化可知，光照60 min后，ZnS光催化剂对CIP的降解率可以达到85%以上．这表明紫外光照射作用下光催化剂ZnS可以光催化降解CIP，达到去除环境中CIP污染物的目的．利用水热法成功制备了ZnS量子点纳米材料，并以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象，研究了ZnS量子点的光催化性能．经研究表明，ZnS量子点材料在紫外光照射下具有良好的光催化性能，紫外光照射60 min时其降解率可达到80%，能够有效的降解环境中存在的抗生素环丙沙星(CIP)污染物．【相关文献】[1]ANGELAKIS A N,MAREKOS M H F,Bontoux L,et al.The status of wastewater reuse practice in the mediterrean basin-need for guidelines[J].Water Res,1999,33(10):2201-2217.[2]GALINDO C,JACQUES P,KALT A.Photooxidation of the phenylazonaphthol AO20 onTiO2:kinetic and 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收稿日期：2014-06-19。
收修改稿日期：2015-01-05。
国家自然科学基金(NO.50432030、U1304110)资助项目。
＊通讯联系人。
E -mail ：liuhairui1@ZnS 纳米球的水热法制备及其光催化性能研究刘海瑞＊,1,2方力宇2贾伟2贾虎生2(1河南师范大学物理与电子工程学院，新乡453007)(2太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024)摘要：在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下，以乙酸锌为锌源，硫脲(NH 2)2CS 为硫源，使用水热法通过改变反应时间，成功制备了不同粒径的ZnS 球状颗粒。
利用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X -射线能谱，高分辨透射电子显微镜(HRTEM))、紫外可见分光光谱和光致发光谱(PL)等测试手段对样品的晶体结构、形貌、光学性质进行了分析。
通过对不同粒径的ZnS 纳米颗粒对亚甲基蓝的光催化降解的催化活性进行了评估。
实验结果表明：在表面活性剂CTAB 的作用下，随着反应时间的增加，生成的ZnS 晶核生长成纳米颗粒，然后ZnS 纳米颗粒将进一步发生团聚从而形成平均粒径超过500nm 的ZnS 纳米球，但制备的ZnS 产物的晶体结构均为立方纤锌矿结构。
随着ZnS 粒径的增加，样品的紫外吸收峰从418nm 逐渐蓝移到362nm ，而PL 发射峰位的峰强随着粒径的增大而增强。
光催化结果显示，反应12h 制备的ZnS 纳米球的光催化性能最佳。
关键词：ZnS ；球状结构；水热法；光催化中图分类号：O643.3文献标识码：A文章编号：1001-4861(2015)03-0459-06DOI ：10.11862/CJIC.2015.074Fabrication of ZnS Nanoparticles with Enhanced PhotocatalyticActivity by Hydrothermal MethodLIU Hai -Rui ＊,1,2FANG Li -Yu 2JIA Wei 2JIA Hu -Sheng 2(1College of Physics and Electronics Engineering,Henan Normal University,Xinxiang,Henan 453007,China )(2College of Materials Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China )Abstract:Under the role of CTAB,different size ZnS spherical -like particles were fabricated by hydrothermal method.The crystal structure,morphology,composition and optical property of the samples were characterized by X -ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),high resolution transmission electron microscopy (HRTEM),X -ray energy spectrum (EDS),UV -Vis absorption spectrum and photoluminescence spectrum (PL).Photocatalytic activities were evaluated by degradation of MB solution.The results show that ZnS nanoparticles were formed by aggregation of crystal nucleus under the role of CTAB.With the increase of reaction time,the size of ZnS particles increased to 500nm,however,the crystal structure of product has no change.With the increase of particle size,the UV -Vis absorption peak of samples shifted from 418to 362nm and the PL intensity further increased.Finally,the photocatalytic activity presented that fabricated ZnS nanoparticles with reaction time 12h showed best photcatalytic performance.Key words:ZnS;spherical structure;hydrothermal method;photocatalysis第31卷第3期2015年3月Vol ．31No ．3459-464无机化学学报CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY第31卷无机化学学报0引言硫化锌(ZnS)是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族直接宽带隙半导体材料，而由于其独特的物理和化学性能，纳米ZnS在荧光、光致发光、电致发光以及光催化降解有机污染物等领域得到了广泛的应用[1-3]。
由于纳米ZnS的应用与它自身的形貌，晶体结构等有很大的关系，因而不同形貌的二维或三维复杂结构的ZnS 材料被合成出来，其形貌包括棒状，片状，线状，花状，球形[8-12]等。
常见的制备纳米ZnS材料的方法有化学气相沉积法，水热法，溶剂热法，微波辅助法，溶胶凝胶法，微乳液法[13-18]等，和其它方法相比较，水热法操作工艺简单，需要的温度较低，使用成本也低廉[4-7]，因而被大量使用。
众所周知，常见的液相法制备的ZnS晶体都是六方结构，这主要是因为ZnS的(001)面为极性面，容易吸附溶液中的离子，合成的ZnS首先会沿着c 轴方向形成棒状结构或者花状结构[20]，而由于球状结构具有高对称性，因此制备球状结构的ZnS就变得比较困难。
尽管目前有一些关于合成球状ZnS材料的报道，但其所关注的主要是光学、电学方面的性能研究，以及在荧光粉领域的应用[8-11]，而对其在光催化方面的研究还较少。
例如：Dong等通过水热法合成了粒径在100~300m的ZnS纳米球，并且对其光催化特性进行了表征[12]。
Wang等通过水热法制备出了直径约1.5~2μm的ZnS微米球，对其光催化性能进行了简单的测试，但是并没有对粒径大小对光催化效果的影响进行深入探讨[13]。
吴晓等也成功合成出了ZnS微米球，但其平均直径约为10μm，由于粒径过大，其光催化性能较低[14]。
本文利用简单的水热合成法，通过调节反应时间，制备了不同粒径的ZnS产物，对其形貌、微结构和光学性能进行了表征，并以亚甲基蓝为目标降解物，对其光催化活性进行了评估。
1实验部分1.1ZnS样品的制备取1mmol的Zn(Ac)2·2H2O和0.065g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶入20mL去离子水中；然后称取1mmol(NH2)2CS溶入20mL去离子水中，分别进行搅拌，直至完全溶解；接着将(NH2)2CS溶液缓慢滴入配制好的Zn(Ac)2溶液中，继续搅拌20min，直至混合完全。
配制4份完全相同的混合溶液，分别放入4个容积为50mL的带聚四氟乙烯内衬的高压釜中，在160℃下分别反应4，8，12，16h。
将高压釜取出自然冷却至室温，然后用去离子水、无水乙醇对样品进行清洗、离心处理，将产物在60℃下干燥12h得到粉末状样品。
1.2ZnS样品的表征样品的晶体结构由X射线衍射仪(XRD)测试：Cu靶Kα射线(30kV，20mA)，波长为0.15406nm；表面形貌由(JEOL JSM-6700F型)发射扫描电镜(FESEM)表征，成分由附带的X射线能谱仪(EDS)测定；样品的形貌和微观结构用JEM-2010型高分辨透射电子显微镜(HRTEM)进行表征；光致发光谱(PL)采用Edinburgh制造的FLSP920型光致发光谱扫描仪，采用He-Cd激发光源，激发波长为325nm。
1.3光催化性能测试制备的样品的光催化特性是通过对亚甲基蓝的降解进行评估。
首先称量10mg的ZnS粉末，然后超声使其溶解在200mL浓度为30mg·L-1的亚甲基蓝溶液中，将混合溶液在避光的条件下搅拌12h。
然后用500W的紫外Hg灯对其进行辐射。
在一定的辐射时间后，提取5mL混合溶液对其离心处理。
所得上清液用于UV-Vis分析，测量亚甲基蓝在554nm 处的吸收光谱强度，以检测降解反应的速率。
2结果与讨论2.1形貌及微结构表征以Zn(Ac)2·2H2O为锌源，(NH2)2CS为硫源，在表面活性剂CTAB的作用下，使用水热法分别反应不同时间，得到了4组ZnS相关产物，然后用SEM对样品的形貌，粒径进行了表征(图1)。
图1(a)为水热反应4h后得到的产物的SEM图，从图中我们可以发现合成的产物主要由一些粒径为20~30nm的纳米颗粒构成，而且纳米颗粒形貌不太规则。
当反应时间增加到8h后，纳米颗粒逐渐增大，尺寸较为均匀，粒径增加到60~70nm(图1(b))。
随着反应时间继续增加到12h，合成产物的粒径继续增大，达到80~ 100nm，但其表面较为粗糙，存在一定孔隙，而且可以发现球状颗粒是由许多小纳米颗粒团聚而成，大颗粒的分散性较好(图1(c))。
当反应时间延长到16 h，生成物的粒径进一步增加，形成了平均直径约为500nm的纳米球结构(图1(d))，从右上角的高倍SEM图可以观察到，纳米球是由大量粒径约为100 nm的纳米球团聚而成，其表面粗糙。
4组样品的孔460第3期刘海瑞等：ZnS 纳米球的水热法制备及其光催化性能研究隙率和比表面积列于表1。
图2为水热反应12h 制备的样品的TEM 和HRTEM 图。
从图2(a)中可以看到，合成的球状颗粒的直径在80~100nm 之间，表面凹凸不平较为粗糙。
从图2(b)中可以看到，样品的结晶较好，没有看到明显的位错与缺陷，样品的晶格条纹比较清晰，对其进行测量，得出晶格条纹间距为0.31nm ，与面心立方结构ZnS 的(111)晶面间距相符，右上角的插图为傅里叶转化(FFT)图，也证明了水热反应12h 制备的纳米球为立方闪锌矿结构。