【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光热转换材料，具体涉及一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料及其制备方法。
技术介绍
1、光热蒸汽转换是一种利用绿色清洁的太阳能蒸发海水，从而缓解淡水资源短缺的新型技术。然而，光热转换材料的能量转换效率极低、热输出量不足等原因严重限制了该技术的实际规模化应用。因此，开发高性能光热转换材料是推广太阳能海水淡化技术的关键。
2、在地表接收的太阳光谱中，可见光与近红外光区的能量占比超过95％，其中，近红外光的热效应尤其显著。迄今为止的研究中，铯钨青铜(cs0.32wo3)和硫化铜(cus)等半导体材料因形貌维度丰富、光热转换能力强及环境友好的优势获得了广泛关注。此前，曾有学者制备了片状结构的cus[z.zheng,etal,small,2021,17,2103461]，这种二维的片状结构可以为载流子传输提供更大的传输面积；同时cus具有较窄带隙，在全谱中有着优异的光吸收。然而，单一的cus在激发过程中会出现严重电子和空穴复合问题，影响载流子寿命并进一步影响产生热量效果。所以，复合一种具有近红外光吸收增强的半导体材料对于提高载流子寿命和提高太阳能的热转换效率至关重要。
3、钨青铜(mxwo3，m＝cs,k,na,nh4+等，0<x<1)是一种具有青铜般光泽的非化学计量化合物，也是一种窄带隙的半导体材料。该物质近红外光吸收强，主要依靠导带中聚集的自由电子诱导产生局域表面等离子体共振效应，从而吸收(屏蔽)近红外光。研究表明[x.wu,etal,nanoscale,2015,7
4、综上所述，结合csxwo3超强的近红外光热转换效率以及cus材料较窄半导体带隙和全谱区域的光热转换性能，通过优势互补制备出高效的光热转换材料具有重要的实际应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于弥补现有光热转换材料领域的不足，提出了一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料及其制备方法，该材料可充分吸收辐射至地球表面的太阳光能量，并将其快速转化，释放出大量热能。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料，由铯钨青铜(cs0.32wo3)纳米颗粒与硫化铜(cuxs)形成异质结结构。
4、本专利技术还提供了一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料的制备方法，首先采用水热法制备cs0.32wo3/cus前驱体，cs0.32wo3/cus前驱体在氮气气氛下利用煅烧制备cs0.32wo3/cuxs纳米光热转换材料。
5、优选地，所述cs0.32wo3/cus前驱体煅烧温度为300～500℃，煅烧时间为60～400min。若煅烧温度过高或者时间过长，会导致cus缺陷过多，cus团结严重，不利于光吸收的进行；若煅烧温度过低或者时间过短，则会导致cus缺陷过少，异质结界面的载流子迁移路径减少，非辐射弛豫效应削弱，热转换效率偏低。
6、优选地，所述水热法制备cs0.32wo3/cus前驱体的步骤如下：
7、s1、将cs0.32wo3和cu(no3)2颗粒按照0.6:1～2.4:1的质量比例添加到离子水中并配成cs0.32wo3和cu(no3)2混合溶液，将na2s分散到去离子水中配成na2s溶液；
8、s2、经步骤s1处理完毕后，按照1:0.8～1:1.2的体积比例将cs0.32wo3和cu(no3)2混合溶液加至na2s溶液中，并且通过磁力搅拌混合均匀，再进行超声分散处理，得到cu(no3)2、cs0.32wo3和na2s的混合溶液；
9、s3、经步骤s2处理完毕后，将cu(no3)2、cs0.32wo3和na2s的混合溶液放入反应釜中进行水热处理；
10、s4、经步骤s3处理完毕后，取出产物，将产物过滤，随后采用真空干燥，从而得到cs0.32wo3/cus前驱体粉末。
11、优选地，步骤s1中，所述cs0.32wo3和cu(no3)2混合溶液中cu(no3)2溶液的浓度为0.1～0.4g/ml，cs0.32wo3粉末3～12g，na2s溶液的浓度为0.1～0.4g/ml。所述溶液的浓度会影响生成cus的晶体生长和尺寸，进而影响结构的形成。若两种溶液浓度过低，大部分cus晶体生长缓慢，尺寸太小，载流传输路径受阻，光生载流子的传输和弛豫放热减少；若两种溶液浓度过高，cus晶体生长太快，纳米片状cus堆叠严重，载流传输路径延长，不利于光生载流子的传输和弛豫放热。
12、优选地，步骤s2中，所述磁力搅拌时间为30～90min，所述超声分散处理的时间为120～180min。若超声时间过短，易形成偏聚沉淀，不利于晶体生长和形成均匀的异质结结构；若超声时间过长，会影响晶体的生长尺寸，最终形成的cus与cs0.32wo3纳米光热转换材料载流传输路径受阻，光生载流子的传输和弛豫放热减少。
13、优选地，步骤s3中，所述水热还原反应温度为120～180℃，反应时间为10～20h。所述反应温度和时间会影响cus的晶体生长和结构，进而影响与铯钨青铜纳米粒子形成异质结。若反应温度过低或时间过短，cus晶体生长缓慢，尺寸过小，由此所得的cus与cs0.32wo3纳米光热转换材料的异质结界面面积变小，载流传输路径受阻，光生载流子的传输和弛豫放热减少；若反应温度过高或时间过长，cus晶体生长迅速尺寸太大，高温容易形成副产物，导致cus与cs0.32wo3纳米光热转换材料的光吸收减弱和载流子传输速率下降。
14、优选地，步骤s4中，采用抽滤过滤，抽滤的滤纸的孔径为30～100μm，真空干燥温度为40～80℃，时间为24～72h。所述滤纸孔径会影响cs0.32wo3/cus的纯度和产率。若滤纸的孔径过小，cs0.32wo3/cus中的杂质洗涤不彻底，导致有杂质残留，对载流子传输和光热性能有影响。若滤纸的孔径过大，cs0.32wo3/cus容易透过滤纸，导致cs0.32wo3/cus产率较低。
15、优选地，cs0.32wo3/cus前驱体在氮气气氛下煅烧后，再通过cs2溶液洗涤干燥后，干燥温度为60～120℃。
16、本专利技术先通过水热法制备cs0.32wo3/cus前驱体，再采用高温煅烧法处理复合前驱体制备cs0.32wo3/cuxs纳米光热转换材料，最后将该复合异质结材料进行cs2洗涤，洗涤掉析出的硫，后烘干获得cs0.32wo3/cuxs纳米光热转换材料。本专利技术利用cs0.32wo3/cuxs纳米本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料，其特征在于，由铯钨青铜(Cs0.32WO3)纳米颗粒与硫化铜(CuxS)形成异质结结构。
2.根据权利要求1所述的Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料，其特征在于，由Cs0.32WO3/CuS前驱体煅烧而成。
3.一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，首先采用水热法制备Cs0.32WO3/CuS前驱体，Cs0.32WO3/CuS前驱体在氮气气氛下煅烧制备Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料。
4.根据权利要求3所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，Cs0.32WO3/CuS前驱体在氮气气氛下煅烧的温度为300～500℃。
5.根据权利要求3所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，所述水热法制备Cs0.32WO3/CuS前驱体的步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热
7.根据权利要求5所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述磁力搅拌时间为30～90min，所述超声分散处理的时间为120～180min。
8.根据权利要求5所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述水热还原反应温度为120～180℃，反应时间为10～20h。
9.根据权利要求5所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，采用抽滤过滤，抽滤的滤纸的孔径为30～100μm，真空干燥温度为40～80℃，时间为24～72h。
10.根据权利要求5所述的一种Cs0.32WO3/CuxS纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，Cs0.32WO3/CuS前驱体在氮气气氛下煅烧后，再通过CS2溶液洗涤干燥后，干燥温度为60～120℃。
...【技术特征摘要】
1.一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料，其特征在于，由铯钨青铜(cs0.32wo3)纳米颗粒与硫化铜(cuxs)形成异质结结构。
2.根据权利要求1所述的cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料，其特征在于，由cs0.32wo3/cus前驱体煅烧而成。
3.一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，首先采用水热法制备cs0.32wo3/cus前驱体，cs0.32wo3/cus前驱体在氮气气氛下煅烧制备cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料。
4.根据权利要求3所述的一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，cs0.32wo3/cus前驱体在氮气气氛下煅烧的温度为300～500℃。
5.根据权利要求3所述的一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，所述水热法制备cs0.32wo3/cus前驱体的步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种cs0.32wo3/cuxs纳米异质结光热转换材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中...
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