[發明專利]一種硫化錫/二氧化鈦復合材料的制備和應用

有效

• 申請號: 201810590254.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108786849B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 佘厚德;周華;馬曉玉;馬雄
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C07C1/02;C07C9/04
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種硫化錫/二氧化鈦復合材料（SnS₂/TiO₂)的制備方法，是將TiO₂納米片分散于含有SnCl₄·5H₂O和L?胱氨酸的水溶液中，攪拌充分分散后，于120℃~150℃下水熱反應10~12小時；反應結束后離心收集灰色產物，并用乙醇充分洗滌，然后在80℃~100℃下干燥10~15小時，得到SnS₂/TiO₂復合材料。與P25和純TiO₂納米片相比，SnS₂/TiO₂用于光催化還原二氧化碳的反應中表現出更好的催化活性，因此，SnS₂/TiO₂作為催化劑在光催化還原二氧化碳的反應中具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種TiO₂基納米復合材料的制備，尤其涉及一種硫化錫/二氧化鈦復合材料SnS₂/TiO₂的制備，主要用于光催化還原二氧化碳反應中，屬于復合材料領域及光催化應用技術領域。

背景技術

隨著人口的增長與現代工業化進程的加快，全球對能源的需求越來越大，而經過數百年的過度開采與巨大的能源消耗，煤炭、石油和天然氣等化石能源的大量燃燒造成大氣中CO₂為主的溫室氣體急劇增加，自然界碳循環的平衡不斷遭到破壞,因此全球氣候變暖。近年來，以半導體為催化劑材料，在太陽光的照射下將CO₂轉化為碳氫化合物的技術備受關注。

TiO₂是一種催化還原二氧化碳生成甲烷的理想光催化劑，具有良好的光催化活性，穩定性高，成本低，無毒性和較強的空穴氧化能力。但是，由于CO₂的選擇吸附性能較差，電子-空穴容易復合和光譜響應范圍窄等因素限制了TiO₂光催化CO₂還原性能的提高。

硫化錫（SnS₂）作為一種n型半導體材料，屬于層狀金屬硫化物，具有六方的CdI₂型的晶體結構，由于其層狀結構中存在大量的空間，SnS₂成為一種重要的插層反應主體材料。另外，SnS₂具有較寬的能帶隙（月2.35 eV）以及較強的各向異性的光學性質，因此，SnS₂、也可被用于其他領域。本申請將SnS₂引入TiO₂，有望提高TiO₂活性。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術催化還原二氧化碳生成甲烷的反應存在產量較低的問題，提供一種硫化錫/二氧化鈦納米復合材料（SnS₂/TiO₂）的制備方法；

本發明的另一目的是提供該硫化錫二氧化鈦納米復合材料在光催化還原二氧化碳制備甲烷的應用性能。

一、SnS₂/TiO₂納米材料的制備

將TiO₂納米片粉末分散于含有四氯化錫水合物（SnCl₄·5H₂O）和L-胱氨酸的水溶液中，攪拌充分分散后，于120℃~150℃下水熱反應10~12小時；反應結束后離心收集灰色產物，并用乙醇充分洗滌，然后在80℃~100℃下干燥10~15小時，得到SnS₂/TiO₂復合材料。

上述水熱反應中，四氯化錫水合物（SnCl₄·5H₂O）和L-胱氨酸的反應生成納米SnS₂，并負載于TiO₂納米片上，得到負載均勻的SnS₂/TiO₂復合材料。