[發明專利]一種可見光響應的CdS/Cd2Ge2O6異質結光催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710138129.2
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106881114A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 張亞茹;王曉東;閆濤;劉小歡;紀鵬閣;魏東;孫蒙;杜斌
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34
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技術領域

本發明屬于環境污染治理技術領域，具體涉及一種可見光響應的CdS/Cd₂Ge₂O₆異質結光催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

環境污染控制與治理是人類二十一世亟待解決的重大課題，光催化技術作為一項環境污染治理的高新技術，近年來受到了廣泛的關注。光催化過程是光誘導的氧化-還原過程，具有安全性高，催化性好，環保性強的特點，處理能源短缺及環境污染問題等方面，受到越來越多的關注。光催化劑是光催化技術的核心，是光催化產品開發和推廣應用的基礎。

染料廢水是典型的難降解有機廢水，其對光、溫度、化學試劑、微生物腐蝕等，具有很高的穩定性。染料一般是通過復雜的有機反應獲得，且合成過程會使它們的結構變得復雜難以被破壞，并以高分子絡合產生染料廢水。眾多學者不斷嘗試將光催化技術應用于染料污染物的降解，多項研究表明，利用半導體光催化對染料的降解率多數可高達90%。

發明內容

本發明的目的在于針對技術背景中存在的問題，提供了一種可見光響應的CdS/Cd₂Ge₂O₆異質結光催化劑的制備方法。通過離子交換法制備可見光響應的CdS/Cd₂Ge₂O₆異質結光催化劑，解決現有技術中光催化劑雖可見光響應范圍較好，但電子-空穴分離效率較低的問題。通過對染料污染物亞甲基藍和內分泌干擾物雙酚A的光催化降解考察了催化劑的可見光催化活性。該制備方法簡單易行、不需要復雜昂貴的設備、合成條件溫和，具有一定的普適性。

本發明的技術方案如下：

本發明是通過如下的技術方案實施的，具體按照以下步驟實施：

（1）Cd₂Ge₂O₆納米棒的制備

采用溶劑熱法合成Cd₂Ge₂O₆納米棒，稱取1~ 3 mM GeO₂和1~ 3 mM Cd(AC)₂·2H₂O溶于15 ~ 45 mL去離子水和無水乙醇體積比為1：2的混合溶劑中，超聲分散得到混合溶液；將上述混合溶液轉移到高壓反應釜中，于160 ~ 200 °C下反應10 ~ 14 h，待反應完畢高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，取出樣品，用乙醇和去離子水將產物洗滌3次，置于烘箱內60 °C下烘干；

（2）可見光響應的CdS/Cd₂Ge₂O₆異質結光催化劑的制備

采用離子交換法制備可見光響應的CdS/Cd₂Ge₂O₆異質結光催化劑，控制CdS和Cd₂Ge₂O₆一定的質量比，稱取一定量的Cd₂Ge₂O₆納米棒超聲分散于盛有150 mL去離子水的三口燒瓶中；稱取一定質量的硫代乙酰胺加入到上述三口燒瓶中，并將其轉移到油浴鍋內，于40 ~ 80 °C下回流反應1 ~ 3 h。待反應完畢后，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3次，將產物置于60 °C烘箱中干燥；

上述所述一種可見光響應的CdS/Cd₂Ge₂O₆異質結光催化劑的制備方法，（2）中所述CdS與Cd₂Ge₂O₆的一定的質量比為0.1 ~ 0.3︰1；