本發(fā)明涉及功能材料領(lǐng)域，具體是涉及一種二硫化錫納米晶形貌和尺寸調(diào)控的方法。

背景技術(shù)：

二硫化錫具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，尤其在酸性或中性條件下，具有優(yōu)異的物理化學(xué)和光電性能，而被大量研究并應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)換材料、全息記錄系統(tǒng)、電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和光催化材料。但是二硫化錫的性能很大程度上受制備方法和條件的影響，現(xiàn)有技術(shù)用水熱法、溶劑熱法和化學(xué)氣相沉積等方法制備出納米片、納米板、納米顆粒和納米花等各種形狀，尺寸范圍也由幾納米寬厚的量子點到數(shù)微米的尺寸，材料的比表面積也隨著形貌和尺寸的不同而改變。例如，文獻”size-tunablehydrothermalsynthesisofsns2nanocrystalswithhighperformanceinvisiblelight-drivenphotocatalyticreductionofaqueouscr(vi),yongcaizhangetal.”以一水合檸檬酸為絡(luò)合劑，通過改變水熱溫度和時間達到改變制備的二硫化錫的尺寸和比表面積的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

現(xiàn)有技術(shù)中，至今未發(fā)現(xiàn)有通過添加氮化碳，尤其納米孔氮化碳，在水熱制備二硫化錫納米片的過程中，原位調(diào)控其形貌和尺寸的方法，本發(fā)明的目的在于提供一種二硫化錫納米晶形貌和尺寸調(diào)控的方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供制備的形貌和尺寸經(jīng)調(diào)控的二硫化錫納米薄片在有機染料的降解、重金屬離子的還原和鋰電池或太陽能電池電極材料中的應(yīng)用。

所述二硫化錫納米晶形貌和尺寸調(diào)控的方法，包括以下步驟：

1)將調(diào)控劑超聲分散在水中，依次加入五水合四氯化錫和硫代乙酰胺，溶解后，繼續(xù)超聲，得懸濁液；

在步驟1)中，所述調(diào)控劑可采用氮化碳或納米孔氮化碳，所述氮化碳可以三聚氰胺為原料半密封煅燒成氮化碳；所述納米孔氮化碳可采用文獻(atemplateinducedmethodtosynthesizenanoporousgraphiticcarbonnitridewithenhancedphotocatalyticactivityundervisiblelight,qianjingfan,etal.)的方法制備；所述調(diào)控劑可采用納米孔氮化碳等比表面積大的氮化碳納米片；所述水可采用去離子水；所述調(diào)控劑、五水合四氯化錫、硫代乙酰胺、水的質(zhì)量體積比例為(0.05～0.5)g︰(1.5～2)g︰(0.5～1)g︰(20～40)ml。

2)將步驟1)得到的懸濁液移入水熱釜中，邊攪拌邊油浴加熱反應(yīng)，結(jié)束后冷卻至室溫，洗滌后烘干得形貌和尺寸經(jīng)調(diào)控的二硫化錫納米薄片，所得二硫化錫納米薄片可研磨成細粉。

在步驟2)中，所述加熱反應(yīng)的溫度可為100～200℃，加熱反應(yīng)時間為1～24h；所述洗滌可依次進行水洗3次和醇洗1次；所述烘干可于40～95℃烘箱中烘干1～24h。

所制備的形貌和尺寸經(jīng)調(diào)控的二硫化錫納米薄片可在有機染料的降解、重金屬離子的還原和鋰電池或太陽能電池電極材料中應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的特點和優(yōu)點如下：

1)本發(fā)明提供一種新的調(diào)控二硫化錫形貌和尺寸的方法。

2)本發(fā)明調(diào)控劑氮化碳或納米孔氮化碳的添加量很少即能實現(xiàn)二硫化錫納米片形貌和尺寸的顯著調(diào)控。

3)本發(fā)明的調(diào)控劑在水熱過程中即被溶解或分解，只需在反應(yīng)結(jié)束后，離心水洗和醇洗即可得到純的經(jīng)調(diào)控的二硫化錫。

4)本發(fā)明中，二硫化錫形貌和尺寸隨著添加劑添加量的改變而呈規(guī)律性變化。

5)本發(fā)明優(yōu)選的調(diào)控劑添加量制備的二硫化錫相比于相同條件下不加調(diào)控劑制備的二硫化錫在光催化降解染料的性能上有很大幅度的提高。

附圖說明

圖1為不加調(diào)控劑150℃水熱制備的二硫化錫納米片。

圖2為納米孔氮化碳添加量為0.1g/1.75gsncl4·5h2o，150℃水熱反應(yīng)12h制備的二硫化錫納米片。

圖3為納米孔氮化碳添加量為0.23g/1.75gsncl4·5h2o，150℃水熱反應(yīng)12h制備的二硫化錫納米片。

圖4為納米孔氮化碳添加量為0.1g/1.75gsncl4·5h2o，160℃水熱反應(yīng)12h制備的二硫化錫納米片。

在圖1～4中，標(biāo)尺均為100nm。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

按以下步驟實現(xiàn)氮化碳對二硫化錫納米晶形貌和尺寸的調(diào)控：

1)以三聚氰胺為原料，按2℃/min的升溫速率升溫至500℃，保溫煅燒2h，接著以同樣的升溫速率升溫至600℃，保溫煅燒2h，冷卻后取出，研磨成細粉，即制得石墨型氮化碳納米片；

2)在38體積單位的去離子中，加入0.1質(zhì)量單位的氮化碳，超聲40min后，在攪拌的情況下依次加入1.75質(zhì)量單位的五水四氯化錫和0.75質(zhì)量單位的硫代乙酰胺，攪拌溶解，然后繼續(xù)超聲20min后移入水熱釜，160℃反應(yīng)12h。冷卻后，離心水洗三次，醇洗一次，再在65℃烘箱中烘5h，用瑪瑙研缽研磨成細粉，得到如圖1所示形貌的二硫化錫納米片。

按下述方法測量本實施例得到的經(jīng)調(diào)控后的二硫化錫光催化活性：

取0.1g催化劑加入到100ml,10mg/l的甲基橙溶液中，在暗處攪拌20min達到吸脫附平衡，用紫外分光光度計測得其吸光度，用甲基橙標(biāo)準(zhǔn)曲線轉(zhuǎn)化為濃度，記為初始濃度c0，然后用400nm濾光片的氙燈下照射20min，測其吸光度，轉(zhuǎn)化為濃度，記為c，降解率的計算公式為：(c0-c)/c0×100％。

對本實施例進行光催化性能測試，得到甲基橙的降解率為84.4％。

實施例2

按以下步驟實現(xiàn)納米孔氮化碳對二硫化錫納米晶形貌和尺寸的調(diào)控：

1)以三聚氰胺為原料，按文獻上的方法以2℃/min，升溫至500℃煅燒2h，繼續(xù)升溫至600℃煅燒2h的升溫程序，制備出納米孔氮化碳；

2)在38體積單位的去離子中，加入0.1質(zhì)量單位的納米孔氮化碳，超聲40min后，在攪拌的情況下依次加入1.75質(zhì)量單位的五水四氯化錫和0.75質(zhì)量單位的硫代乙酰胺，攪拌溶解，然后繼續(xù)超聲20min后移入水熱釜，160℃反應(yīng)12h。冷卻后，離心水洗三次，醇洗一次，再在65℃烘箱中烘5h，用瑪瑙研缽研磨成細粉，得到如圖2所示形貌的二硫化錫納米片。

按實施例1)的方法測量本實施例得到的經(jīng)調(diào)控后的二硫化錫光催化活性，得到甲基橙的降解率為：95.0％。

實施例3

按以下步驟實現(xiàn)納米孔氮化碳對二硫化錫納米晶形貌和尺寸的調(diào)控：

1)以三聚氰胺為原料，按文獻上的方法以2℃/min，升溫至500℃煅燒2h，繼續(xù)升溫至600℃煅燒2h的升溫程序，制備出納米孔氮化碳；

2)在38體積單位的去離子中，加入0.16質(zhì)量單位的納米孔氮化碳，超聲40min后，在攪拌的情況下依次加入1.75質(zhì)量單位的五水四氯化錫和0.75質(zhì)量單位的硫代乙酰胺，攪拌溶解，然后繼續(xù)超聲20min后移入水熱釜，160℃反應(yīng)12h。冷卻后，離心水洗三次，醇洗一次，再在65℃烘箱中烘5h，用瑪瑙研缽研磨成細粉，得到如圖3所示形貌的二硫化錫納米片。

按實施例1)的方法測量本實施例得到的經(jīng)調(diào)控后的二硫化錫光催化活性，得到甲基橙的降解率為：81.8％。

實施例4

按以下步驟實現(xiàn)納米孔氮化碳對二硫化錫納米晶形貌和尺寸的調(diào)控：

1)以三聚氰胺為原料，按文獻上的方法以2℃/min，升溫至500℃煅燒2h，繼續(xù)升溫至600℃煅燒2h的升溫程序，制備出納米孔氮化碳；

2)在38體積單位的去離子中，加入0.10質(zhì)量單位的納米孔氮化碳，超聲40min后，在攪拌的情況下依次加入1.75質(zhì)量單位的五水四氯化錫和0.75質(zhì)量單位的硫代乙酰胺，攪拌溶解，然后繼續(xù)超聲20min后移入水熱釜，150℃反應(yīng)12h。冷卻后，離心水洗三次，醇洗一次，再在65℃烘箱中烘5h，用瑪瑙研缽研磨成細粉，得到如圖4所示形貌的二硫化錫納米片。

按實施例1)的方法測量本實施例得到的經(jīng)調(diào)控后的二硫化錫光催化活性，得到甲基橙的降解率為：96.5％。

本發(fā)明用氮化碳或納米孔氮化碳作為調(diào)控劑，在水熱法制備二硫化錫六方片納米晶的過程中調(diào)控其形貌和尺寸。實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)調(diào)控后的二硫化錫納米片在用于有機染料的光催化降解時，性能比不經(jīng)調(diào)控直接水熱制備出來的二硫化錫納米片有很大提高。