[發(fā)明專利]一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210479438.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN102974369A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚偉峰;張博;張靜;鈕付濤;徐群杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J27/04
• 分類號(hào): B01J27/04;B01J35/08;A62D3/17;A62D101/28
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理中的光催化技術(shù)，具體是一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑及制備方法。

技術(shù)背景

光催化技術(shù)以其易操作、無污染、可直接利用太陽光等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前太陽能利用的研究熱點(diǎn)之一。納米結(jié)構(gòu)的空心球是近幾年來納米結(jié)構(gòu)體系中重要的研究領(lǐng)域，由于空心微球材料具有密度低、高比表面積、過濾性好等一系列特性，且空心部分可容納大量的客體分子或大尺寸的客體，可以產(chǎn)生一些奇特的基于微觀“包裹”效應(yīng)的性質(zhì)，作為添裝物、涂料、顏料、催化劑以及藥物傳遞的載體、膠囊和支撐物，或作為是反應(yīng)在有限空間進(jìn)行的“籠”，使其在醫(yī)藥學(xué)、材料科學(xué)、生化工程、催化劑及微反應(yīng)器等領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景。

目前的光催化劑主要有TiO₂、硫化鎘等，由于TiO₂只吸收紫外光，在可見光下沒有活性，而硫化鎘光催化劑（即實(shí)施例中所用的商業(yè)硫化鎘）為實(shí)心球結(jié)構(gòu)，催化活性較低，將0.1g商業(yè)硫化鎘光催化劑在可見光下用于光催化降解100mL，濃度為20mg/L的有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)溶液，70min內(nèi)其降解率僅為89.3%。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的硫化鎘光催化劑的光催化活性低的技術(shù)問題而提供一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑。

本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑的制備方法。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單易行、不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備、合成條件溫和。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑，為中空微米球結(jié)構(gòu)，其顆粒大小為1.5μm左右，其中硫與鎘元素按摩爾比計(jì)算，即硫：鎘優(yōu)選為1：1。

上述的一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑的制備方法，利用醇熱法，即以乙醇為溶劑，加入硫源和鎘源，轉(zhuǎn)入高壓釜內(nèi)控制溫度為150℃加熱反應(yīng)后自然冷卻至室溫，將所得的沉淀洗滌至流出液為中性后再真空干燥即得較高光催化活性的硫化鎘光催化劑，其制備過程具體包括如下步驟：

首先，將CH₃NSCH₃和Cd(NO₃)₂·4H₂O溶解于乙醇中,攪拌至完全溶解，轉(zhuǎn)入高壓釜中,密封，隨后,加熱到150℃,恒溫24h后自然冷卻至室溫后得到黃色沉淀,用蒸餾水和無水乙醇洗滌黃色沉淀至流出液為中性；

????最后，于80℃真空烘干,即得較高光催化活性的硫化鎘光催化劑。

上述的一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑用于光催化降解有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑，由于其具有中空微米球結(jié)構(gòu)，比表面積較大，因此用于光催化降解有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)的反應(yīng)，其活性較高，將0.1g較高光催化活性的硫化鎘光催化劑在可見光下用于光催化降解100mL，濃度為20mg/L的有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)溶液，25min后基本完全降解。

另外，本發(fā)明的一種較高光催化活性的硫化鎘光催化劑，由于制備過程采用了一種簡(jiǎn)單的無模板的方法，因此其制備方法簡(jiǎn)單易行、制備成本低、過程無污染等，適于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

圖1、實(shí)施例1所得的較高光催化活性的硫化鎘光催化劑的X射線衍射圖(XRD)；

圖2A、實(shí)施例1所得的較高光催化活性的硫化鎘光催化劑的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖；

圖2B、實(shí)施例1所得的較高光催化活性的硫化鎘光催化劑的投射電鏡圖(TEM)；

圖3、實(shí)施例1所得的較高光催化活性的硫化鎘光催化劑、商業(yè)硫化鎘光催化劑（AR,安耐吉化學(xué)）和空白對(duì)照下即不加催化劑下利用可見光即波長(zhǎng)大于420nm時(shí)光降解帶色染料亞甲基藍(lán)的活性情況，其中曲線a為不加催化劑即空白對(duì)照時(shí)的亞甲基藍(lán)光降解情況，曲線b是商業(yè)硫化鎘光催化劑亞甲基藍(lán)光降解的情況,曲線c是本發(fā)明實(shí)施例1所得的較高光催化活性的硫化鎘光催化劑的亞甲基藍(lán)光降解的情況。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。

本發(fā)明各實(shí)施例中所用的各種原料的規(guī)格及生產(chǎn)廠家的信息如下：

乙醇，AR,99.7%，阿拉丁化學(xué)試劑有限公司；

Cd（NO₃）₂·4H₂O，AR,99.0%，上海金山亭新化工試劑廠；

硫脲即CH₃NSCH₃，?AR，99.0%國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；