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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種CdS納米粒子修飾的石墨烯(GE)/γFe2O3復(fù)合光催化劑的制備方法。

技術(shù)背景

半導(dǎo)體光催化是近年來在材料化學(xué)及環(huán)境化學(xué)交叉領(lǐng)域興起的熱門研究方向。光催化技術(shù)可在常溫常壓下將絕大多數(shù)有機(jī)污染物降解，且無二次污染，已成為前景光明的環(huán)境污染治理方法。光催化技術(shù)的核心是光催化材料，傳統(tǒng)的光催化材料為金屬氧化物或者硫化物半導(dǎo)體化合物，這類材料受自身性質(zhì)限制，光催化性能一般較低。例如，TiO2是應(yīng)用最為廣泛的光催化劑，但由于其帶隙能大于3.0eV，只在紫外光照射下才具有催化活性，極大限制了其應(yīng)用范圍。近年來，將兩種或兩種以上半導(dǎo)體相互耦合，形成半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)受到了研究者的廣泛關(guān)注。其中根據(jù)半導(dǎo)體導(dǎo)帶、價(jià)帶位置的不同來構(gòu)建全固態(tài)Z-型能帶結(jié)構(gòu)復(fù)合材料已成為一種發(fā)展趨勢。全固態(tài)Z-型能帶結(jié)構(gòu)是利用半導(dǎo)體A導(dǎo)帶上的電子經(jīng)過電子中介與半導(dǎo)體B價(jià)帶的空穴進(jìn)行結(jié)合，留下半導(dǎo)體A上的空穴和半導(dǎo)體B上的電子，遺留下來的電子和空穴具有較強(qiáng)的還原和氧化能力，此外該種結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)光生電子-空穴對的有效分離，使得半導(dǎo)體催化性能得到很大程度上的提高。

石墨烯(GE)是近年來發(fā)展最為迅速的二維炭質(zhì)新材料，除擁有大比表面積、高化學(xué)穩(wěn)定性、較好吸附能力等傳統(tǒng)炭材料的諸多優(yōu)點(diǎn)外，還因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有完美的量子霍爾效應(yīng)、獨(dú)特的量子隧道效應(yīng)、雙極電場效應(yīng)等特殊的性質(zhì)。本發(fā)明選用能帶隙相匹配的γ-Fe2O3和CdS分別作為半導(dǎo)體A和B，以石墨烯作為電子中介構(gòu)建γ-Fe2O3/GE/CdS復(fù)合光催化劑，制備出了性能優(yōu)異的Z-型結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化材料，可用于可見光降解有機(jī)污染物。

發(fā)明內(nèi)容

先用水熱法合成出立方塊狀的普魯士藍(lán)(PB)納米顆粒；再將PB顆粒超聲分散在去離子水中，加入聚丙烯胺鹽酸鹽，使PB顆粒帶正電荷。依次加入均勻的氧化石墨分散液和硝酸鎘溶液，攪拌。最后加入硫化鈉溶液，攪拌反應(yīng)，收集產(chǎn)物。將上述產(chǎn)物在氬氣氣氛中，以2℃min1的速率升溫至350℃，并保持2h，得到最終產(chǎn)物。該復(fù)合材料是一種良好的可見光催化劑，對有機(jī)污染物Rhodamine B具有光催化降解效果。