1.一种Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜,其特征在于,是CuS、rGO、Al3+共沉积形成的CuS/rGO复合物薄膜,其中CuS为晶体粒,rGO为还原态石墨烯,Al3+以掺杂形式加入,以质量比计rGO/CuS为0.1~9%,以摩尔比计S/Cu<1,Al掺杂量为Cu的0.1~6.55%。
2.如权利要求1所述的Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜,其特征在于,所述的Al掺杂含量从0.1%增至2%时,光带隙增大;从2%增至4%时光带隙又变窄。
3.如权利要求1所述的Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜,其特征在于,所述的Al掺杂含量在0.1~4%、rGO含量在0.1~9%均能够增大光导电率。
4.如权利要求1所述的Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜,其特征在于,Al掺杂含量在0.1~4%、rGO含量在0.1~9%均能够增大导电率。
5.一种Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下操作:
1)准备含Cu前驱体溶液a:其中含有掺杂的Al3+,以摩尔比计Al3+掺杂量为Cu2+的2~
4%,并含有石墨烯还原剂和铜离子摩尔量1~2倍的柠檬酸;在混合前加入石墨烯溶液,以质量比计rGO/CuS为2~8%;
准备含S前驱体溶液b:硫代乙酰胺水溶液,以摩尔比计S/Cu=1~1.1;
2)薄膜沉积:将准备好的玻璃基片垂直置于反应容器内,向反应容器内加入前驱体溶液a、前驱体溶液b混合反应,待玻璃基片上沉积生成沉积薄膜后取出玻璃基片并淋洗,完成一次沉积;在玻璃基片上反复沉积多次;
3)薄膜晶化 :沉积的薄膜在80~100℃干燥1~2h;
或用25~40W紫外灯照射2~3h。
6.如权利要求5所述的Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜的制备方法,其特征在于,所述含Cu前驱体溶液a的准备为:乙酸铜溶于水来提供Cu2+,硝酸铝溶于水来提供Al3+,同时添加盐酸作为石墨烯还原剂和铜离子摩尔量1-2倍的柠檬酸;
在制备复合物薄膜前,再加入GO水溶液,rGO/CuS质量比2~8%。
7.如权利要求6所述的Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜的制备方法,其特征在于,所述含Cu前驱体溶液a的准备为:Cu(CH3OO)2·H2O溶于去离子水,浓度0.02mol/l,Al3+掺杂量为Cu2+的2-4%,即每100ml溶液加0.015~0.030g的Al(NO3)39H2O,同时每100ml加浓HCl0.5ml,并加铜离子摩尔量1-2倍的C6H8O7·H2O;
每100ml再加入2mg/ml的GO水溶液3.8ml,rGO/CuS质量比5%;
所述的含S前驱体溶液b的准备为:制备浓度0.02mol/l的硫代乙酰胺水溶液。
8.如权利要求6所述的Al掺杂CuS/石墨烯复合物薄膜的制备方法,其特征在于,所述的薄膜沉积为:将玻璃基片分别用洗涤剂和乙醇超声洗涤,然后垂直置于反应容器,等体积的前驱体溶液a和前驱体溶液b迅速混合;20min后取出基片,用去离子水淋洗完成一次沉积;
反复沉积5~10次,沉积过程在室温下进行。