本发明属于农药残留治理及环境安全领域，具体涉及一种用于残留农药降解的半导体光催化材料的制备方法及应用。
背景技术：
1、吡虫啉（imc）是新烟碱类杀虫剂中使用最广泛的农药，常用于保护蔬菜、茶树和果树等经济作物，与其他杀虫剂相比，吡虫啉对目标害虫的毒性高，对哺乳动物的毒性低，这增加了人们对吡虫啉的使用量，然而，残留农药在环境影响下可能会形成有害的中间产物，对人类和环境造成威胁。
2、光催化降解一直是降低食品和环境中吡虫啉残留的有效方法，已经成为一种高效、生态友好且成本低廉的技术，cds 因其合适的带隙和适当的可见光响应使其在光催化领域得到广泛研究，但由于它的高毒性和易受光腐蚀性等不利因素限制了它的应用，此外，zns能快速产生电子-空穴对，在紫外光下具有出色的催化活性，然而，其3.6-3.8 ev的宽带隙是阻碍其光催化性能的主要因素，最近，将 zn 取代部分cd制得的znxcd1-xs的固溶体引起了研究人员的注意，因为与单一的金属硫化物相比，znxcd1-xs 固溶体的纳米晶体结构兼具窄带隙和高氧化电势的优点，进一步通过掺杂非金属n元素，调节带隙宽度并产生缺陷能级，增加催化剂表面的活性位点和活性机制，在空间上高效地分离光生电子和空穴，从而增加催化性能。
3、本发明制备n-zn0.5cd0.5s复合光催化剂，并应用于在太阳光条件下分解农药吡虫啉。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种经济环保条件下可见光催化降解吡虫啉的n掺杂zn0.5cd0.5s半导体光催化材料的制备方法，具体包括以下步骤：
2、步骤1、zn0.5cd0.5s（简称zcs） 的制备：
3、将醋酸锌、醋酸镉和硫代乙酰胺以一定比例混合后，分散于去离子水中得到分散液a，随后配置4mol·l-1的碱液b，在分散液a中逐滴加入碱液b，充分分散混合后，得到反应溶液c，将反应溶液c装入高压反应釜中，进行恒温水热反应，反应结束后自然冷却至室温，离心收集得到黄色产物，用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干后得到zcs；
4、步骤2、n掺杂zn0.5cd0.5s（简称nzcs）的制备：
5、在上述步骤1的分散液a中加入柠檬酸铵至其充分溶解，随后配置一定浓度的碱液b，在含有柠檬酸铵的分散液a中逐滴加入碱液b，得到反应溶液d，将反应溶液d装入高压反应釜中，进行恒温水热反应，反应结束后自然冷却至室温，离心收集得到黄色产物，用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干后得到n-zn0.5cd0.5s 催化剂，根据柠檬酸铵的加入量样品分别标记为nzcs-n (其中柠檬酸铵的加入量为0.1、0.5、1.0、2.0、3.0g时，分别命名为nzcs-1、nzcs-2、nzcs-3、nzcs-4、nzcs-5)；
6、步骤3、评估吡虫啉降解反应活性
7、在50 ml石英管中加入20 mg nzcs-n催化剂，40 ml 10 mg·l-1吡虫啉溶液，以可见光为光源进行光催化降解，待暗反应60 min达到吸脱附平衡后开光，每60 min取一次样后离心取上清液并用紫外可见分光光度计测其浓度变化，评估吡虫啉的分解活性。
8、步骤1中醋酸锌、醋酸镉、硫代乙酰胺的摩尔比为1：1：2，去离子水用量为30~50ml。
9、步骤1、2中，恒温水热反应的温度为170~190 ℃，恒温时间为20~25 h。
10、步骤1、2中，所述干燥温度条件为50~60 ℃，时间为5~10 h。
11、步骤2中，柠檬酸铵的加入量为0.1~3 g。
12、本发明的有益效果为：
13、（1）本发明使用环境友好且温和的柠檬酸铵为氮源，通过简单的水热法制备的n-zn0.5cd0.5s-3复合催化剂，能够在180 min可见光照射下将10 mg/l吡虫啉降解92.6 %，相比于未掺杂的单相zcs降解效率提升16.5%，使得降解程度更完全更彻底。
14、（2）本发明催化剂简单的氮掺杂方式并与zn0.5cd0.5s固溶体之间发生协同作用，增加催化剂表面的活性位点，有效实现了光生载流子的分离，且掺杂后结构有效降低其带隙宽度提高可见光利用率，进而增加了纳米复合材料的催化活性。
15、（3）本发明催化剂制备工艺操作简单、催化活性高、无需复杂设备，且所用原料成本低廉，吡虫啉降解反应在太阳光下即可发生，操作简单，活性高，无次生污染，具有大规模工业制备和工业应用潜力。
1.一种用于农药降解的n- zn0.5cd0.5s光催化材料的制备方法和应用，其特征在于, 按照下述步骤进行：
2.根据权利要求1所述的氮掺杂zn0.5cd0.5s固溶体的制备方法制得的nzcs-n材料在光催化降解吡虫啉中的应用，其特征在于，在50 ml石英管中加入20 mg nzcs-n催化剂，40 ml10 mg·l-1吡虫啉溶液，以可见光为光源进行光催化降解，待暗反应60 min达到吸脱附平衡后开光，每60 min取一次样后离心取上清液并用紫外可见分光光度计测其浓度变化，评估吡虫啉的分解活性。
3.根据权利要求1中所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，以柠檬酸铵作为氮源调节氮掺杂量，制备氮掺杂的nzcs-n催化剂。
4. 根据权利要求2所述的催化剂的应用，其特征在于，以制备的nzcs-n材料光催化降解吡虫啉，其中nzcs-3在180 min内对10 mg·l-1吡虫啉的降解率为92.6%。
5.权利要求1-4任一项所述制备方法制得的nzcs-n纳米复合材料，用于新烟碱类杀虫剂残留的净化处理。
