一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，采用以下步骤制备而成：将五水氯化镉溶于去离子水中，然后逐滴加入巯基乙酸，并用NaOH溶液将pH值调节至碱性，再加入碲氢化钠溶液，加热回流1～24小时，制得量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液；按照碲化镉量子点:二氧化钛P25＝0.002～0.1:1的质量比，将二氧化钛P25与所述碲化镉量子点溶液混合，并在干燥后以400℃煅烧1.5小时，从而制得碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料。本发明专利技术不仅制备方法简单、容易操作，而且能够大幅提高二氧化钛在可见光照射下的光催化活性，从而提高了二氧化钛对太阳光的利用率，拓展了二氧化钛的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米二氧化钛复合材料领域，尤其涉及一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料。
技术介绍
二氧化钛P25是采用AEROSIL工艺生产的一种高度分散的纳米级二氧化钛，它是一种没有任何色素特征的纳米级白色粉末，属于混晶型，锐钛矿和金红石的重量比大约为71/29，主要生产厂商是赢创工业集团(原名赢创德固赛，EVONIK-DEGUSSA)。单纯的二氧化钛禁带宽度较大，只能利用波长小于400nm的紫外光，因此它对地球表面太阳光的利用率只能达到5％，这极大地限制了二氧化钛的实际应用。为了使二氧化钛能够更有效地利用太阳光，人们提出了向二氧化钛中掺杂窄禁带半导体的方法，从而窄禁带半导体导带上的光生电子可以迁移到二氧化钛上，使二氧化钛在可见光照射下也能够具有光催化活性，因此这增强了二氧化钛的光催化活性，拓展了二氧化钛对太阳光的响应范围。在现有技术中，向二氧化钛中掺杂的窄禁带半导体主要是CdS和CdSe，但这些窄禁带半导体与二氧化钛的复合材料能够向二氧化钛迁移的光生电子较少，量子效率较低，对二氧化钛在可见光照射下的光催化活性提升幅度较小，而且制备方法复杂。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，不仅制备方法简单、容易操作，而且能够大幅提高二氧化钛在可见光照射下的光催化活性，从而提高了二氧化钛对太阳光的利用率，拓展了二氧化钛的应用范围。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，采用以下步骤制备而成：步骤A、在氮气保护环境下，按照每0.35g五水氯化镉使用300mL去离子水的比例，将五水氯化镉溶于去离子水中，然后按照五水氯化镉:巯基乙酸＝1:0.2～5的摩尔比逐滴加入巯基乙酸，并用NaOH溶液将该混合后液体的pH值调节至碱性，再按照五水氯化镉:碲氢化钠＝1:0.1～1的摩尔比加入碲氢化钠溶液，并加热回流1～24小时，从而制得了量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液；步骤B、按照碲化镉量子点:二氧化钛P25＝0.002～0.1:1的质量比，将二氧化钛P25与步骤A中制得的量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液混合，并在干燥后，以400℃煅烧1.5小时，从而制得碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料。优选地，所述的碲氢化钠溶液采用以下步骤制备而成：按照每1.2g硼氢化钠使用2mL去离子水和0.6g碲粉的比例，将硼氢化钠与去离子水和碲粉混合，并以80℃的水浴温度进行水浴加热，直至混合后的溶液变为无色透明，从而制得碲氢化钠溶液。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料通过对五水氯化镉、巯基乙酸和碲氢化钠溶液三者比例关系以及加热回流时间进行控制，从而可以制得量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液；然后将量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点与二氧化钛P25通过煅烧进行复合，从而使二氧化钛中掺杂了粒径非常小的具有窄禁带半导体特性的碲化镉量子点，这些碲化镉量子点在可见光照射下可以产生大量能够迁移到二氧化钛上的光生电子，从而能够大幅提高二氧化钛在可见光照射下的光催化活性，这提高了对太阳光的利用率，拓展了二氧化钛的应用范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例1所制得的碲化镉量子点与二氧化钛P25的质量比为0.015:1的碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料的透射电子显微镜照片(即TEM电镜图)。图2为本专利技术实施例2中制得的碲化镉量子点与二氧化钛P25的质量比分别为0.01:1、0.015:1、0.02:1、0.025:1的碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料对罗丹明B进行降解的效果对比图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料进行详细描述。一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，采用以下步骤制备而成：步骤A、在氮气保护环境下，按照每0.35g五水氯化镉使用300mL去离子水的比例，将五水氯化镉溶于去离子水中，然后按照五水氯化镉:巯基乙酸＝1:0.2～5的摩尔比逐滴加入巯基乙酸，并用1mol/L的NaOH溶液将该混合后液体的pH值调节至碱性，再按照五水氯化镉:碲氢化钠＝1:0.1～1的摩尔比加入碲氢化钠溶液，并加热回流1～24小时，从而制得了量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液。本专利技术通过对五水氯化镉、巯基乙酸和碲氢化钠溶液三者比例关系以及加热回流时间进行调控，可以使所制得的碲化镉量子点溶液的粒径在1～20nm内变化。步骤B、按照碲化镉量子点:二氧化钛P25＝0.002～0.1:1的质量比，将二氧化钛P25与步骤A中制得的量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液混合，并在干燥(例如：可以80℃进行干燥)后，以400℃煅烧1.5小时(例如：可在马弗炉中进行煅烧)，从而制得碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料。具体地，所述碲氢化钠溶液可采用以下步骤制备而成：按照每1.2g硼氢化钠使用2mL去离子水和0.6g碲粉的比例，将硼氢化钠与去离子水和碲粉混合，并以80℃的水浴温度进行水浴加热，直至混合后的溶液变为无色透明，从而制得碲氢化钠溶液。进一步地，与采用单纯的二氧化钛作为光催化剂相比，本专利技术所提供的碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料通过对五水氯化镉、巯基乙酸和碲氢化钠溶液三者比例关系以及加热回流时间进行控制，从而可制得量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液；然后将量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点与二氧化钛P25通过煅烧进行复合，从而使二氧化钛中掺杂了粒径非常小的具有窄禁带半导体特性的碲化镉量子点；这些碲化镉量子点在日光灯等可见光照射下可以产生大量能够迁移到二氧化钛上的光生电子，从而能够大幅提高二氧化钛在可见光照射下的光催化活性，提高对太阳光的利用率，拓展二氧化钛的应用范围。为了更加清晰地展现出本专利技术所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本专利技术提供的碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料进行详细描述。实施例1一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，采用以下步骤制备而成：步骤A、用氮气对50mL的锥形瓶吹扫10分钟，然后称取1.2g硼氢化钠置于锥形瓶中，再加入2mL去离子水和0.6g碲粉，并以80℃的水浴温度进行水浴加热，直至混合后的溶液变为无色透明，即制得碲氢化钠溶液。步骤B、在氮气保护环境下，将0.35g五水氯化镉溶于300mL去离子水中，然后按照五水氯化镉:巯基乙酸＝1:0.2～5的摩尔比逐滴加入巯基乙酸，并用1mol/L的NaOH溶液调节混合溶液的pH值至碱性，再快速加入步骤A中制得的碲氢化钠溶液，并加热回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，其特征在于，采用以下步骤制备而成：步骤A、在氮气保护环境下，按照每0.35g五水氯化镉使用300mL去离子水的比例，将五水氯化镉溶于去离子水中，然后按照五水氯化镉:巯基乙酸＝1:0.2～5的摩尔比逐滴加入巯基乙酸，并用NaOH溶液将该混合后液体的pH值调节至碱性，再按照五水氯化镉:碲氢化钠＝1:0.1～1的摩尔比加入碲氢化钠溶液，并加热回流1～24小时，从而制得了量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液；步骤B、按照碲化镉量子点:二氧化钛P25＝0.002～0.1:1的质量比，将二氧化钛P25与步骤A中制得的量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液混合，并在干燥后，以400℃煅烧1.5小时，从而制得碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种碲化镉量子点/二氧化钛P25复合材料，其特征在于，采用以下步骤制备而成：步骤A、在氮气保护环境下，按照每0.35g五水氯化镉使用300mL去离子水的比例，将五水氯化镉溶于去离子水中，然后按照五水氯化镉:巯基乙酸＝1:0.2～5的摩尔比逐滴加入巯基乙酸，并用NaOH溶液将该混合后液体的pH值调节至碱性，再按照五水氯化镉:碲氢化钠＝1:0.1～1的摩尔比加入碲氢化钠溶液，并加热回流1～24小时，从而制得了量子点粒径为1～20nm的碲化镉量子点溶液；步骤B、按照碲化镉量子点:二氧化钛P2...

【专利技术属性】
技术研发人员：余雪娇，张仁哲，
申请(专利权)人：富思特新材料科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11