水热法制备铜锌锡硫纳米材料及其光催化性能

作者：虎学梅; 乔俊强^*

来源：硅酸盐学报, 2022, 50(07): 1936-1944.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210865

• 纳米材料
• 水热法
• 光催化
• 表面活性剂

铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)在可见光范围内光吸收系数高且具有良好的载流子迁移率，使其在光催化领域表现出了较好的应用前景。然而在实际应用中，其光催化活性及催化稳定性还需进一步提升。以氯化锌、氯化锡、氯化铜、硫脲为水热反应前驱体，添加 PEG400、OP10 为表面活性剂，通过水热反应制备 Cu2ZnSnS4 (CZTS)纳米粉体；使用 X 射线衍射、Raman 光谱、X 射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段表征所制备铜锌锡硫材料微观结构，并研究在水热法制备过程中添加不同表面活性剂对所制备 Cu2ZnSnS4纳米粉体的光学带隙和光催化性能的影响。结果表明：所制备铜锌锡硫材料均具有锌黄锡矿相结构；水热法制备铜锌锡硫纳米粉体反应前驱体中添加 PEG400 和 OP10 可有效调控铜锌锡硫纳米粉体的微观结构、化学元素计量比及光学带隙，进而改变纳米粉体的光催化性能。添加 PEG400 后制备得到 Cu2ZnSnS4在 50 min 内光催化降解亚甲基蓝的降解率可达到 95.7%，具有最优的光催化性能。减小光学带隙和提升结晶性是改善 CZTS 材料光催化活性及稳定性的有效途径，为提高 Cu2ZnSnS4材料的光催化性能提供了新的思路。

• 单位
  甘肃自然能源研究所