[發明專利]一種處理六價鉻廢水的納米復合光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310690215.6
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103623845A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 張永才;戴偉民;潘躍權;杭柯;姚龍
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C02F1/70;C02F101/22
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明屬于新型光催化劑材料領域，特別涉及用于高效處理六價鉻廢水的SnS₂/CuS納米復合光催化劑的制備方法。

背景技術

二硫化錫（SnS₂）是一種n型半導體材料，其帶隙值為2.2?eV，具有價格適中、無毒、化學和光化學穩定好、光催化活性高等特點，是一種具有工業應用前景的可見光響應型光催化劑。硫化銅（CuS）是一種p型半導體材料，其帶隙值為1.7?eV，具備獨特的光、電和催化性質，也可作為一種可見光催化劑材料。從理論上講，SnS₂和CuS復合，可以形成n-p型異質結，有利于光生電子和空穴的分離，提高光量子效率，從而具有更高的光催化活性。但是，目前有關SnS₂/CuS納米復合材料的合成及其光催化還原處理水中六價鉻的研究，還沒有文獻報道。

發明內容

本發明的目的就在于研制一種合成SnS₂和CuS復合的納米材料，以提供一種可高效處理六價鉻廢水的SnS₂/CuS納米復合光催化劑。

本發明包括以下步驟：

1）將硫代乙酰胺、五水四氯化錫和一水檸檬酸的水溶液混合溶解后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，密封后置于電烘箱中，在140℃下加熱12小時，停止加熱后自然冷卻至室溫后，將反應所得的沉淀物抽濾濾出，再用去離子水洗滌后于真空干燥箱中100℃干燥得到SnS₂納米顆粒；

2）將SnS₂納米顆粒超聲分散在水中，形成SnS₂懸濁液；

????3）將醋酸銅水溶液與SnS₂懸濁液混合、反應后，再將反應所得沉淀物抽濾濾出，經去離子水洗滌，再在真空干燥箱中100℃干燥，即得納米復合光催化劑。

本發明先利用水熱法合成SnS₂納米顆粒，然后再在室溫條件下利用離子交換反應法制備SnS₂/CuS納米復合材料，通過調節醋酸銅的用量，控制SnS₂/CuS納米復合材料的組成。

本發明的制備方法具有以下優點：原材料價格便宜、易得，無需采用有毒氣體H₂S、真空環境和惰性氣體保護，無需添加模板和表面活性劑，生產設備、工藝條件和步驟相對簡單，且易于調節復合產品的組成和粒徑，適用于工業化生產SnS₂/CuS納米復合材料。本發明所制的SnS₂/CuS納米復合光催化劑材料具有高效處理六價鉻廢水的能力。

另外，本發明五水四氯化錫和一水檸檬酸的投料摩爾比為1:1。由于檸檬酸可以絡合Sn⁴⁺,能控制Sn⁴⁺的釋放速率，有利于控制SnS₂納米顆粒的尺寸和形貌。

為了保證合成的SnS₂/CuS納米復合材料具有較高的光催化活性，醋酸銅與SnS₂納米顆粒的投料摩爾比為2～3:10。

為了保證反應完全，醋酸銅水溶液與SnS₂懸濁液的混合反應時間至少為20分鐘。

附圖說明

圖1?為本發明中實施例1所制產品的能量色散X-射線光譜圖。

圖2?為本發明中實施例1所制產品的透射電鏡照片。

圖3?為本發明中實施例2所制產品的能量色散X-射線光譜圖。

圖4?為本發明中實施例2所制產品的透射電鏡照片。

圖5?為本發明中實施例3所制產品的能量色散X-射線光譜圖。

圖6為本發明中實施例3所制產品的透射電鏡照片。

圖7為本發明中實施例1-3所制產品在可見光照射下光催化還原水中六價鉻的結果圖。

具體實施方式

實施例1：

將5?mmol一水檸檬酸攪拌溶解于40?ml水后，加入5?mmol五水四氯化錫（SnCl₄·5H₂O），攪拌溶解；再加入15?mmol硫代乙酰胺，攪拌溶解。將上述反應液放入聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，密封后置于電烘箱中，在140℃下加熱12小時，停止加熱后自然冷卻至室溫。將所得沉淀物抽濾濾出，用去離子水洗滌數次，再在真空干燥箱中100℃干燥3小時后得到SnS₂納米顆粒。