3.离子液法

离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有独特的物理化学性质，如粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好以及具有较宽的液态温度范围等。即使在较高的温度下，离子液仍具有低挥发性，不易造成环境污染，是一类绿色溶剂。因此，离子液是合成不同形貌纳米结构的一种良好介质。Jiang等[14]以BiCl3和硫代乙酰胺为原料，在室温下于离子液介质中合成出了大小均匀的、尺寸为3-5μm的Bi2S3纳米花。他们认为溶液的pH值、反应温度、反应时间等条件对纳米花的形貌和晶相结构有很重要的影响。

离子液体作为新型溶剂有显著的优势，高温下结构稳定不易分解，合成方法简单安全，特别是离子液中阴阳离子在很大范围内可调，然而离子液毕竟是一类新的化学品，其基础研究和实验研究尚不够充分和深入，离子液体在环境、健康和安全方面的评价和研究较为缺乏，而且使用离子液制备仍存在成本过高的缺点，也制约着离子液体的产业化应用。

4.微波法

与传统的加热方法相比，微波加热有加热速度快、加热均匀、无温度梯度、无滞后等特点，且是一种内加热。近几年来利用微波技术制备纳米Bi2S3受到了重视。吴华强等[15]用BiCl3和Na2S为原料，用微波加热制得了Bi2S3纳米棒，并研究了微波辐射方式的影响。Lu等[16]用Bi(N03)3·5H2O和硫脲作反应物，乙二醇作溶剂，通过微波加热得到了Bi2S3纳米花超结构。他们认为纳米花是由纳米花瓣沿同一个中心点向外发射形成的。

1.2.3贵金属-纳米Bi2S3的研究

由于禁带宽度较窄，Bi2S3在整个可见光区域都有吸收，对太阳光有很高的利用率。然而，在实际应用中Bi2S3的光子转化效率却很低，电子与空穴的复合率较高，且光腐蚀严重。为了能充分发挥Bi2S3高效太阳能利用率的优势，并抑制光生电子和空穴的复合,通常在其表面负载贵金属纳米粒子，如Au、Ag、Pt和Pd等来作为助催化剂。由于这些金属的费米能级低于Bi2S3半导体的费米能级，即贵金属内部与Bi2S3相应的能级上，电子密度小于Bi2S3导带的电子密度，当在纳米Bi2S3表面沉积上这些金属颗粒时，如图1.4所示，载流子会重新分布，光生电子就会不断地从Bi2S3向贵金属表面迁移，直到二者的Fermi能级相等时为止,空穴则留在半导体中。这样一方面减少了Bi2S3表面的电子密度，有效抑制了光生电子和空穴的再结合，另一方面又降低了还原反应(质子的还原、溶解氧的还原)的超电压，从而大大提高和增强半导体的催化活性。但是，沉积的金属颗粒过多时，不但降低半导体对光的吸收，而且还可能成为光生电子和空穴复合的中心，反而对光催化活性不利。大量的实验表明，沉积金属对半导体光催化降解有机物的影响，不但与它们的含量有关，而且与制备方法也存在一定的关系。

图1.4贵金属-半导体复合体系中载流子的再分布示意图

1.3本文的目的和意义

能源危机和环境恶化是威胁人类社会可持续发展的两大问题，因此寻求绿色可再生能源并探索治理环境污染的新技术成为世界各国发展中的首要目标。而利用太阳能这种取之不尽的能源，通过将光能转化为化学能，光催化氧化还原体系除可广泛应用于有机污染物的降解，更由于其反应条件温和，不但可以避免使用一些成本高、毒性大、有强腐蚀性和危险性的氧化剂或还原性物质等优点，还可以通过优化反应条件实现高度选择性，是一种绿色环保的技术。

铋系化合物是材料领域中较好的光学材料，纳米化的Bi2S3在结构、尺寸和形貌上的改变导致其光学、电学、热学和磁学等物理性质与常规材料显著不同，出现许多新奇特性，在基础研究和工业应用上极具潜力。虽然目前一维纳米硫化铋的制备方法较多,但由于硫化铋中光生电子与空穴复合率高，严重限制了其在光催化领域的应用，探索光催化性能较高且新颖简单的合成方法仍值得挑战。本课题将通过软模板法对纳米硫化铋进行形貌调控，结合原位光还原技术负载贵金属纳米Au粒子来制备具有螺旋高级结构的金-硫化铋复合纳米管，开展其在可见光下降解抗生素头孢噻呋钠和选择性催化氧化芳香醇至相应芳香醛类的实验探索，对手性结构调控催化效率进行研究，深入对光催化机理的认识，并以此开发出新型纳米光催化剂。