[發明專利]一種碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810381130.2
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108686678A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 高波;陳偉萍;劉嘉棟;安家君
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;B01J35/08;B01J35/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料及其制備方法，包括：步驟1，配制ZnSO₄·7H₂O和InCl₃·4H₂O的水溶液，向所述水溶液中加入模板劑CTAB并反應完全，向反應完全后的溶液中加入TAA，TAA溶解反應完全后獲得均一溶液；步驟2，將預處理后的碳氈浸入步驟1獲得的均一溶液中，使碳氈吸收所述均一溶液；步驟3，將步驟2處理后獲得的碳氈置于160℃?180℃環境下反應完全，獲得所述碳氈負載硫化銦鋅光催化材料。本發明的制備方法利用CTAB作為模板劑，在碳氈基底上用水熱合成的方法制備微球結構的ZnIn₂S₄。本發明的制備方法操作過程簡便、能耗低，克服了粉末狀催化劑在應用過程中難以回收分離的缺點；本發明的基底碳氈是一種柔性的導電材料，可用于光電催化領域。

技術領域

本發明屬于改性光催化劑技術領域，特別涉及一種碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料及其制備方法。

背景技術

目前，通過半導體光催化劑直接將太陽能轉變為化學能的技術在環境和能源領域具有巨大的應用前景，受到了廣泛的關注。在太陽光中，紫外光所占比例較小，僅為4％，而可見光所占比例多達43％。近幾年里，人們越來越關注可見光響應的光催化劑的開發，由于其具有可見光響應、能帶結構可控和化學性質穩定等特質,在可見光范圍顯示出了優異的光催化活性。其中，硫化銦鋅(ZnIn₂S₄)因具有制備工藝簡單、形貌可控、毒性小、結構穩定等優點，國內外很多研究小組對硫化銦鋅光催化劑的制備和光催化性能展開了研究。然而，粉末狀的硫化銦鋅催化劑在使用過程中存在難以分離回收的問題，亟需研究其固定化技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料及其制備方法，以解決上述存在的技術問題。本發明的制備方法，通過使用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為模板劑，能夠使碳氈在適宜的條件下均勻的負載球形結構的硫化銦鋅光電催化材料；本發明的碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料，既解決了硫化銦鋅催化劑分離回收的問題，又可實現光電催化反應，提高對污染物的降解效率。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1，配制ZnSO₄·7H₂O和InCl₃·4H₂O的水溶液，向所述水溶液中加入模板劑CTAB并反應完全，向反應完全后的溶液中加入TAA，TAA溶解反應完全后獲得均一溶液；

步驟2，將預處理后的碳氈浸入步驟1獲得的均一溶液中，使碳氈吸收所述均一溶液；

步驟3，將步驟2處理后獲得的碳氈置于160℃-180℃環境下反應完全，獲得所述碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料。

進一步的，在步驟1中，向所述水溶液中加入模板劑CTAB的同時進行磁力攪拌，攪拌的速度為300～400r/min。

進一步的，在步驟2中，碳氈的預處理包括：將待用碳氈用乙醇浸泡清洗并烘干，浸泡時間為30分鐘以上。

進一步的，在步驟2中，預處理后的碳氈浸入步驟1獲得的均一溶液中40分鐘以上，直至碳氈飽和。

進一步的，在步驟3中，將步驟2處理后的碳氈垂直放入反應釜中，在160℃-180℃條件下反應，反應時間為16-18h。

進一步的，在步驟3中，碳氈反應完全后進行自然冷卻，然后用超純水、去離子水或純水清洗碳氈表面，清洗完畢后在60℃-80℃條件下烘干，獲得所述碳氈負載硫化銦鋅光電催化材料。

進一步的，步驟1中具體包括：七水硫酸鋅、四水氯化銦和硫代乙酰胺的摩爾質量比為1:2:8，將配制好的四種物質溶解于去離子水中。