一种复合型纳米Ni-CdS材料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种复合型纳米Ni-CdS材料及其制备方法和应用 (Composite nano Ni-CdS material and preparation method and application thereof ) 是由 黄凤萍 邹正波 李春花 刘纯 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于Ni-CdS材料制备技术领域,公开了一种复合型纳米Ni-CdS材料的制备方法,包括以下步骤：将Ni源和表面活性剂加入溶剂中,搅拌、超声分散使其充分溶解,得到Ni源溶液；在Ni源溶液中加入CdS粉体,搅拌至分散完全,得到含Ni源的CdS溶液；其中,Ni源和CdS粉体的摩尔比为3～5:10；将含Ni源的CdS溶液在60℃下搅拌,加入水合肼溶液,待颜色变为浅灰色,调节pH至14,反应后进行过滤、洗涤、干燥,得到复合型纳米Ni-CdS材料。本发明利用水合肼构造出还原体系,使充分分散在硫化镉表面上的离子,能够得到充分的反应,进而将金属镍负载在硫化镉表面形成异质结构,有效地促进光生电子和空穴的快速输运和分离,该复合材料的制备方法简单,操作简便,有利于大规模生产。(The invention belongs to the technical field of Ni-CdS material preparation, and discloses a preparation method of a composite nano Ni-CdS material, which comprises the following steps: adding a Ni source and a surfactant into a solvent, stirring, and performing ultrasonic dispersion to fully dissolve the Ni source and the surfactant to obtain a Ni source solution; adding CdS powder into the Ni source solution, and stirring until the CdS powder is completely dispersed to obtain a CdS solution containing a Ni source; wherein the molar ratio of the Ni source to the CdS powder is 3-5: 10; stirring the CdS solution containing the Ni source at 60 ℃, adding a hydrazine hydrate solution, adjusting the pH to 14 after the color is changed into light gray, and filtering, washing and drying after the reaction to obtain the composite nano Ni-CdS material. According to the invention, a reduction system is constructed by using hydrazine hydrate, so that ions fully dispersed on the surface of cadmium sulfide can be fully reacted, further, metal nickel is loaded on the surface of cadmium sulfide to form a heterostructure, and the rapid transportation and separation of photoproduction electrons and holes are effectively promoted.)
技术领域
本发明属于Ni-CdS材料制备技术领域，涉及一种复合型纳米Ni-CdS材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会工业化进程，环境污染问题日益严峻。其中，水环境污染的问题尤为严重，自1972年TiO2半导体光催化分解水发现以来，半导体光催化技术以其二次污染小，使用成本低和可利用太阳光等优点成为治理水体污染方面的优先选择。CdS因其是一种具有可见光吸收能力的直接半导体,其带隙约为2.42eV，在可见光下可直接引发光催化反应，具有经济，方便，高效的特性，相较于具有传统的TiO2，因其禁带宽度小，因此在可见光的激发下，可直接发生光催化反应，避免了传统宽禁带半导体无法在可见光下催化降解有机污染物的短板。但在实际的应用中，存在很多问题，主要是CdS光催化剂存在严重的光腐蚀现象和光生载流子容易复合的缺点，导致CdS光催化量子效率较低。针对其不足之处，研究人员主要从金属沉积、半导体复合等手段对CdS光催化剂进行改性研究，其中，不乏有着金属和半导体之间复合而成的新型材料，金属镍与硫化镉复合而形成的材料研究方案却鲜为少见。
金属镍(Ni)较贵金属金(Au)和铂(Pt)具有成本低廉，储量丰富等特点。目前，金属镍(Ni)与CdS半导体光催化剂结合被应用于解决水体污染方面，备受大家关注。金属与半导体复合具有协同增强效应，金属镍(Ni)的加入，具有促进CdS光生电子-空穴对的分离的效果，对材料的光催化性能和效益具有促进作用。而目前负载Ni的方法主要为光沉淀法，光照强度和光照距离(光源与反应器的距离)极大程度上限制了光催化剂的生产效率和反应速率，在实际的生产中，因为其反应能量的来源主要取自光源，所以对光源的要求过高，不仅需要光源进行长时间的照射，而且在实际的操作中对光源的选择非常苛刻。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种复合型Ni/CdS材料的制备方法，解决了光沉淀法需要进行长时间的光源照射，对光源选择苛刻的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种复合型纳米Ni-CdS材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将Ni源和表面活性剂加入溶剂中，搅拌、超声分散使其充分溶解，得到Ni源溶液；
(2)在Ni源溶液中加入CdS粉体，搅拌至分散完全，得到含Ni源的CdS溶液；其中，Ni源和CdS粉体的摩尔比为3～5:10；
(3)将含Ni源的CdS溶液在60℃下搅拌，加入水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，调节pH至14，反应后进行过滤、洗涤、干燥，得到复合型纳米Ni-CdS材料。
进一步，利用共沉淀法制备CdS粉体，具体过程为：
(2.1)称量取料液比为10mmol：100ml：10ml的Cd盐、NaOH溶液、硫脲水溶液；
(2.2)将Cd盐溶于水中，置于30～60℃的恒温水浴中，搅拌均匀，得到Cd盐溶液；
(2.3)保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在30～60℃下反应30min，得到Cd(OH)2溶液；
(2.4)在Cd(OH)2溶液中滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在30～60℃下反应1-4h；
(2.5)在30～60℃静置9h，得到沉淀物，将沉淀物洗涤，干燥，得到CdS粉体。
进一步，步骤(2.1)中，NaOH溶液的浓度为0.6～1mol/L，硫脲水溶液的浓度为0.6～1mol/L。
进一步，步骤(2.1)中，水采用蒸馏水或去离子水。
进一步，步骤(2.5)中，洗涤为：使用蒸馏水和无水乙醇交替清洗3～5次。
进一步，步骤(1)中，表面活性剂采用SDS和PVP。
进一步，步骤(1)中，超声分散的时间为30～60min。
进一步，步骤(3)中，采用氢氧化钠溶液调节pH；
干燥条件为：在80℃下干燥12～15h。
本发明还公开了所述制备方法制备得到的复合型纳米Ni-CdS材料。
本发明还公开了所述的复合型纳米Ni-CdS材料作为光催化剂在光催化降解中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种复合型Ni/CdS材料的制备方法，本发明先将Ni源和表面活性剂加入溶剂中，制备Ni源溶液，加入表面活性剂，增加离子的分散程度，使其在还原为金属镍时，可以更好的分散在硫化镉表面，为后续使用水合肼溶液进行还原时提供了金属来源；之后在Ni源溶液中加入CdS粉体，利用水合肼溶液对Ni元素进行还原，且调节pH至碱性环境下，金属镍将负载在CdS表面形成Ni-CdS；干在50～80℃下干燥9h～13h，适宜的干燥温度和干燥时间有利于晶体结晶过程中晶体的结晶度，从而对材料在光催化应用中产生影响。本发明的关键步骤为几种原材料的加料顺序及还原法的制备工艺，复合光催化剂形成的异质结结果可以有效的促使电子与空穴的分离效率。将金属镍与硫化镉进行复合，得到复合型Ni/CdS材料，是制备可见光催化剂的新工艺；利用水合肼构造出一种独有的还原体系，使充分分散在硫化镉表面上的离子，能够得到充分的反应，进而将金属镍负载在硫化镉表面形成异质结构，有效地促进光生电子和空穴的快速输运和分离。使其摆脱了对苛刻光源环境的依赖，在一个还原体系中，实现了“一锅”解决，该复合材料的制备方法简单，操作简便，有利于大规模生产。
进一步地，本发明使用沉淀法制备CdS，相对其他法制备的比表面积更大，分散性更好，光催化效率更好且更加简单，所制备的CdS为6个主要晶面的纤方型结构，且不同晶面上，晶面能差异将会对光生电子—空穴对的分离产生了影响，进而可以有效的促进电子—空穴对的分离，这将会对具有不同晶型材料的光催化性能具有潜在的影响。
进一步地，NaOH溶液的浓度为0.6～1mol/L，硫脲水溶液的浓度为0.6～1mol/L，NaOH溶液的浓度过低时，所生成的Cd(OH)2较少，从而还原产生的CdS量较低；当NaOH溶液的浓度过高时，过量的OH-1会抑制Cd(OH)2的生成，最终也会导致CdS量减少。硫脲水溶液的浓度取决于Cd(OH)2的生成量。
进一步地，水采用蒸馏水或去离子水，能够消除水中杂质的影响。
进一步地，洗涤是使用蒸馏水和无水乙醇交替清洗3～5次，使用蒸馏水是为了除去晶体表面的杂质，用无水乙醇洗可以降低在洗涤过程中结晶晶体的表面损耗。
本发明还公开了采用上述制备方法制得的复合型纳米Ni-CdS材料，金属镍与半导体CdS复合两者之间会形成异质结，异质结协同作用可以促进光生电子-空穴对的分离，从而改善复合材料的光催化效果。
本发明还公开了上述复合型纳米Ni-CdS材料在光催化降解中应用，试验表明Ni-CdS材料对甲基橙(MO)的光催化降解效果已经达到了90％以上。因此制备的Ni-CdS材料催化剂在可见光下对甲基橙(MO)具有较高的催化降解能力。
附图说明
图1为本发明制得的CdS的SEM图；
图2为本发明制得的复合型Ni-CdS的SEM图；
图3为CdS、Ni-CdS的XRD谱图；
图4为实施例2-4在不同反应温度下制备的CdS对甲基橙光催化降解图；
图5为实施例3和实施例5-7在不同反应时间下CdS对甲基橙光催化降解图；
图6为实施例3和实施例8-11在不同Ni源和CdS粉体的摩尔比下制备的复合型Ni-CdS对甲基橙光催化降解图；
图7为对比例1和对比例2制得的复合型Ni-CdS对甲基橙溶液的光催化降解效果比较图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
本发明公开了一种复合型纳米Ni-CdS材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤2：将步骤1制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，调节pH至14，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
采取降解甲基橙(MO)的方法进行测试，将该实施例制备的复合型纳米Ni-CdS材料放入50mL浓度10mg/L的甲基橙(MO)溶液中，先在暗室下反应60min后，在可见光灯下照射每隔15min后分离测其吸光度，计算甲基橙(MO)溶液的降解率可知，该实施例制备的复合型纳米Ni-CdS材料对甲基橙的降解效率为85.74％。
实施例2
步骤1：称取3.086g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)100ml、硫脲水溶液(C0＝1mol/L)10ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于30℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在30℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在30℃下反应3h；关闭搅拌后保持30℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，调节pH至14，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
采取降解甲基橙(MO)的方法进行测试，分别将步骤一制备的CdS粉体、该实施例制备的复合型纳米Ni-CdS材料放入50mL浓度10mg/L的甲基橙(MO)溶液中，先在暗室下反应60min后，在可见光灯下照射每隔15min后分离测其吸光度，计算甲基橙(MO)溶液的降解率可知，单体硫化镉对甲基橙的光催化效率为23.48％，该实施例制备的复合型纳米Ni-CdS材料对甲基橙的降解效率为90.44％。
实施例3
步骤1：称取3.086g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)100ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)10ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应3h；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，调节pH至14，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
此时单体硫化镉对甲基橙的光催化效率为24.35％，复合光催化剂对甲基橙的降解效率为93.83％。
实施例4
步骤1：称取3.086g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)100ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)10ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于60℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在60℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在60℃下反应3h；关闭搅拌后保持60℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
此时单体硫化镉对甲基橙的光催化效率为21.97％，复合光催化剂对甲基橙的降解效率为90.58％。
如图4所示的实施例1-3制备的CdS对甲基橙光催化降解图，说明了在温度区间为30～60℃的情况下制备出的硫化镉单体材料，对其复合材料的光催化效率有一定的影响。45℃下制备硫化镉单体最合适。
实施例5
称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应1h；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
减少制备硫化镉单体的反应时间，当其制备的反应时间为1h时，所制备出的硫化镉对甲基橙的光催化效率为23.48％，此时复合光催化剂对甲基橙的降解效率为91.72％。
实施例6
步骤1：称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应2h；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
减少制备硫化镉单体的反应时间，当其制备的反应时间为2h时，所制备出的硫化镉对甲基橙的光催化效率为24.13％，此时复合光催化剂对甲基橙的降解效率为92.89％。
实施例7
步骤1：称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应4h；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
如图5所示，对应的实施例3和实施例5-7制备的CdS对甲基橙光催化降解图，说明在45℃下，当制备硫化镉单体的反应时间为3h时最佳，当硫化镉单体制备的反应时间增加到4h时，单体硫化镉对甲基橙的光催化效率为23.92％，硫化镉单体光催化效率受到了抑制，适宜的反应时间对硫化镉单体材料的催化效率存在着一定的影响，而此时复合光催化剂对甲基橙的降解效率与实施例2相比较，出现略微下降，为93.11％。说明在45℃下反应3h是最合适的。
实施例8
步骤1：称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应3h；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.237g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应3h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
在确定硫化镉单体制备条件的情况下，控制溶液中镍源含量的浓度，当镍源浓度为0.001mol时，复合光催化剂对甲基橙的降解效率为35.28％。
实施例9
步骤1：称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应180min；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.475g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应1h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
在确定硫化镉单体制备条件的情况下，控制溶液中镍源含量的浓度，当镍源浓度为0.002mol时，复合光催化剂对甲基橙的降解效率为49.46％。
实施例10
步骤1：称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应180min；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为0.713g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应2h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
在确定硫化镉单体制备条件的情况下，控制溶液中镍源含量的浓度，当镍源浓度为0.003mol时，复合光催化剂对甲基橙的降解效率为81.71％。
实施例11
步骤1：称取1.543g的Cd(NO3)2·4H2O待用，配置NaOH溶液(C0＝1mol/L)50ml、硫脲水溶液(C0＝3mol/L)5ml，将Cd(NO3)2·4H2O溶于水中，置于45℃的恒温水浴中，搅拌均匀；保持搅拌，随后加入NaOH溶液，在45℃下反应30min；最后逐滴滴入硫脲水溶液，滴加完毕后在45℃下反应180min；关闭搅拌后保持45℃静置9h，将得到的沉淀洗涤，干燥，得到CdS粉体。
步骤2：称取质量为1.188g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤3：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应4h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
在确定硫化镉单体制备条件的情况下，控制溶液中镍源含量的浓度，当镍源浓度为0.005mol时，复合光催化剂对甲基橙的降解效率为87.88％。
从实施例8-11，Ni源和CdS粉体的摩尔比依次为1:10、2:10、3:10、5:10、实施例3中，Ni源和CdS粉体的摩尔比为4:10，如图6所示，得到Ni源和CdS粉体的摩尔比为3～5:10是可行的，得到的复合型纳米Ni-CdS材料对甲基橙的降解效率在80以上。
对比例1
步骤1：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤2：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应4h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
在确定硫化镉单体制备条件、镍源浓度的情况下，控制pH值在12情况下,所制备而成的Ni-CdS材料，此时对甲基橙的降解效率为31.93％。
对比例2
步骤1：称取质量为0.95g的NiCl2·6H2O、0.01gSDS、0.2gPVP，加入50mL的乙二醇溶液，搅拌、超声分散使其充分溶解，加入1.44gCdS粉体，搅拌至分散完全，既得含Ni源的CdS溶液。
步骤2：将步骤2制得的含Ni源的CdS溶液在60℃下强力搅拌1h，加入8mL的85％的水合肼溶液，待颜色变为浅灰色，加入5mL的1mol/L的氢氧化钠溶液反应4h，反应完全后进行过滤、洗涤、干燥，制得具有光催化性能的复合型纳米Ni-CdS材料。
在确定硫化镉单体制备条件、镍源浓度的情况下，控制pH＝13的情况下,所制备出的Ni-CdS材料，此时对甲基橙的降解效率为57.25％。
综上，以实施例3为基础，制备出最优工艺条件下的硫化镉单体光催化剂，对甲基橙的光催化效率为24.35％；当镍源与硫化镉的摩尔比为4:10时，得到最优的光催化剂，对甲基橙溶液的光催化效率为93.83％。
在确定最终制备工艺的条件下，少量的镍源含量，过高的反应温度，对复合光催化材料的光催化效率都会产生影响，抑制其光催化效果。由此可以见，实施例3制备的Ni-CdS催化剂在可见光下对甲基橙(MO)溶液具有较高的催化降解能力，即当镍源与镉源的摩尔比为4:10，时，所制得具有光催化性能的复合型Ni-CdS材料具有最佳的催化降解能力。
如图1所示，为本发明制得的CdS的SEM图，所制备的CdS形貌均一，分布均匀，呈现颗粒状，局部有颗粒团聚现象。
如图2所示，为本发明制得的复合型纳米Ni-CdS的SEM图，Ni与CdS形成簇拥结构，且CdS仍保存着原有颗粒状的形貌。
如图3所示，为CdS、实施例3制备的Ni-CdS的XRD谱图，由出峰位置可以得出Ni-CdS复合光催化剂在2θ＝24.8°、26.4°、28.1°、43.5°、47.7°、51.6°出现了CdS的特征峰，在2θ＝44.3°、51.6°、76°处均出现了Ni特征衍射峰，说明已经成功的制备出Ni-CdS复合光催化剂。
如图7所示，当pH值为12或13的情况下所制备的Ni-CdS复合光催化剂，对甲基橙溶液的光催化降解效果对比图，可以看出当pH值较低时(pH<14)，制备的Ni-CdS复合催化剂催化性能并不理想。
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