非模板法制备硫化锌微球的制作方法

本发明涉及非模板法制备不同形貌与晶型的硫化锌微球的方法，属于光催化技术领域。

背景技术：

硫化锌是一种重要的ii-iv族半导体材料之一，性能优越，在led、太阳能电池、光催化等领域都展现出了巨大的潜力，有望代替传统的通过复杂技术制备的ii-iv族半体基质。硫化锌无毒，使用安全。硫化锌具有两种晶体结构，分别为带隙能量为3.72ev的的立方闪锌矿结构和带隙能量为3.77ev的六方纤锌矿结构。纤锌矿结构为高温相（α—硫化锌），闪锌矿结构为低温相（β—硫化锌），纤锌矿相是热力学亚稳态的，并且其形成温度比闪锌矿相高。值得注意的是，纤锌矿硫化锌的光学性能优于闪锌矿相。因此，必须仔细控制合成条件以得到纤锌矿硫化锌，抑制纤锌矿硫化锌向闪锌矿硫化锌的转变。目前制备硫化锌微球的方法主要有：水热法、化学气相沉积法、模板法等。水热法是以水为溶剂，在高温高压环境中反应生成超细粉末沉淀的方法。水热法制备工艺简单，成本低，可以制备尺寸、形貌可控的硫化锌微球，分散性好，结晶度高。

专利cn106745197-a将锌源溶解在水或醇类或酮类的混合物形成的溶剂中，加入硫源，在95-150°c下密封反应至少24小时，反应物冷却至室温，分离、洗涤、干燥得到硫化锌微球。其中所形成的硫化锌微球具有壳核结构，其壳核均由硫化锌晶粒组成。其采用模板法制备表面光滑的硫化锌微球，操作复杂。

技术实现要素：

本发明的目的控制合成条件制备形貌可控并且可重复使用的微球硫化锌。本制备方法过程简单，反应条件温和，所用原料绿色环保无污染。并且由于该微球硫化锌具有不同的形貌，在光催化等方面具有潜在应用。其特征在于所述方法包含以下步骤：

(1)用分析天平称取一定量硫脲，用量筒量取60ml蒸馏水，加入到聚四氟乙烯材质的反应釜内胆，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(2)用分析天平称取一定量二水乙酸锌，加入到上述溶液中，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(3)将反应釜放入烘箱中，反应24小时；

(4)反应结束后自然冷却到室温；

(5)选用无机滤膜，用真空泵进行抽滤，在抽滤的过程中，要用蒸馏水不断冲洗；

(6)将固体样品连同滤膜放入蒸发皿中，然后放入烘箱中，80°c干燥6小时；

(7)将干燥后的样品用研钵磨成粉末，然后将样品放入瓷舟，然后放入管式炉中氩气保护下加热，升温和降温10°c/min，加热0.5小时；

至此本发明关于两种晶相，形貌可控的微球硫化锌制备完毕。

发明的优点在于：

(1)制备中所用的溶剂为去离子水，原料为二水醋酸锌、硫脲，不仅生产成本低，绿色环保无污染，而且所得产品结晶度较高；

(2)制备工艺简单可控，重复性好，对于微球硫化锌的形貌和晶相的调控只需控制硫脲浓度、焙烧温度，可操作性强；

(3)所制备的样品有利于回收并且可以重复使用，具有很长的使用寿命。

附图说明

图1是是制备硫化锌微球的扫描电镜图；

图2是实例1-3硫化锌微球的x射线衍射图；

图3是实例2，4-5硫化锌微球的x射线衍射图；

图4是实例1-3硫化锌微球的光催化图；

图5是实例2，4-5硫化锌微球的光催化图。

具体实施方式

下面以具体实施例来对本发明做进一步说明，应该明白的是，下述发明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实例1

(1)用分析天平称取0.4613克硫脲,量取60ml蒸馏水，加入到聚四氟乙烯材质的反应釜内胆，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(2)用分析天平称取1.3304克二水醋酸锌，加入到上述溶液中，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(3)将反应釜放入烘箱中，180°c反应24小时；

(4)反应结束后自然冷却到室温；

(5)选用无机滤膜，用真空泵进行抽滤，在抽滤的过程中，要用蒸馏水不断冲洗；

(6)将固体样品连同滤膜放入蒸发皿中，然后放入烘箱中，80°c干燥6小时；

(7)将干燥后的样品用研钵磨成粉末，然后将样品放入瓷舟，然后放入管式炉中氩气保护下加热，升温和降温10°c/min，400°c加热0.5小时。

实例2

(1)用分析天平称取0.9227克硫脲,量取60ml蒸馏水，加入到聚四氟乙烯材质的反应釜内胆，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(2)用分析天平称取1.3304克二水醋酸锌，加入到上述溶液中，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(3)将反应釜放入烘箱中，180°c反应24小时；

(4)反应结束后自然冷却到室温；

(5)选用无机滤膜，用真空泵进行抽滤，在抽滤的过程中，要用蒸馏水不断冲洗；

(6)将固体样品连同滤膜放入蒸发皿中，然后放入烘箱中，80°c干燥6小时；

(7)将干燥后的样品用研钵磨成粉末，然后将样品放入瓷舟，然后放入管式炉中氩气保护下加热，升温和降温10°c/min，400°c加热0.5小时。

实例3

(1)用分析天平称取1.8453克硫脲,量取60ml蒸馏水，加入到聚四氟乙烯材质的反应釜内胆，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(2)用分析天平称取1.3304克二水醋酸锌，加入到上述溶液中，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(3)将反应釜放入烘箱中，180°c反应24小时；

(4)反应结束后自然冷却到室温；

(5)选用无机滤膜，用真空泵进行抽滤，在抽滤的过程中，要用蒸馏水不断冲洗；

(6)将固体样品连同滤膜放入蒸发皿中，然后放入烘箱中，80°c干燥6小时；

(7)将干燥后的样品用研钵磨成粉末，然后将样品放入瓷舟，然后放入管式炉中氩气保护下加热，升温和降温10°c/min，400°c加热0.5小时。

实例4

(1)用分析天平称取0.9227克硫脲,量取60ml蒸馏水，加入到聚四氟乙烯材质的反应釜内胆，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(2)用分析天平称取1.3304克二水醋酸锌，加入到上述溶液中，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(3)将反应釜放入烘箱中，180°c反应24小时；

(4)反应结束后自然冷却到室温；

(5)选用无机滤膜，用真空泵进行抽滤，在抽滤的过程中，要用蒸馏水不断冲洗；

(6)将固体样品连同滤膜放入蒸发皿中，然后放入烘箱中，80°c干燥6小时；

(7)将干燥后的样品用研钵磨成粉末，然后将样品放入瓷舟，然后放入管式炉中氩气保护下加热，升温和降温10°c/min，500°c加热0.5小时。

实例5

(1)用分析天平称取0.9227克硫脲,量取60ml蒸馏水，加入到聚四氟乙烯材质的反应釜内胆，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(2)用分析天平称取1.3304克二水醋酸锌，加入到上述溶液中，在磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；

(3)将反应釜放入烘箱中，180°c反应24小时；

(4)反应结束后自然冷却到室温；

(5)选用无机滤膜，用真空泵进行抽滤，在抽滤的过程中，要用蒸馏水不断冲洗；

(6)将固体样品连同滤膜放入蒸发皿中，然后放入烘箱中，80°c干燥6小时；

(7)将干燥后的样品用研钵磨成粉末，然后将样品放入瓷舟，然后放入管式炉中氩气保护下加热，升温和降温10°c/min，600°c加热0.5小时。