[發明專利]一種新型光催化劑Agx-Au1-x/ZnIn2S4/rGO/TiO2納米管的制備方法

在審

• 申請號: 201811021912.1
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN108993540A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 安會琴;李敏;王慧珍;王煒;黃靜媛
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型光催化劑Ag_x?Au_1?x/ZnIn₂S₄/rGO/TiO₂納米管的制備方法。具體過程如下：首先采用水熱法制備TiO₂納米管，之后以TiO₂納米管為載體，ZnCl₂、InCl₃金屬鹽和氧化石墨烯溶液為先驅體，通過溶劑熱法將ZnIn₂S₄和rGO修飾到TiO₂納米管上，制備ZnIn₂S₄/rGO/TiO₂納米管光催化劑，最后再通過紫外光照將Ag?Au合金進一步修飾到ZnIn₂S₄/rGO/TiO₂納米管上，得到最終產物Ag_x?Au_1?x/ZnIn₂S₄/rGO/TiO₂納米管催化劑。本發明利用rGO和ZnIn₂S₄及Ag_x?Au_1?x對TiO₂納米管進行三重修飾，旨在利用石墨烯復合提高TiO₂電子空穴分離特性的同時，通過貴金屬Au?Ag合金和ZnIn₂S₄共修飾手段賦予TiO₂優異可見光響應特性，有效提升TiO₂基光催化材料可見光催化活性。

技術領域

本方法發明屬于功能微納米材料制備技術領域，具體為一種新型光催化劑Ag_x-Au_1-x/ZnIn₂S₄/rGO/TiO₂納米管的制備方法。

背景技術

染料工業的迅猛發展，在給人類帶來五彩紛呈世界的同時，也帶來了亟待解決的生產廢水問題。常規的染料廢水處理方法，如物理法、化學法、生物法等不能徹底降解其中的有機物，甚至會產生二次污染。光催化技術作為高級氧化技術之一，借助紫外光或可見光，產生高反應活性的羥基自由基(·OH)，能夠徹底破壞有機物結構，且耗能低、無二次污染，是一種環境友好型綠色技術，在有機廢水治理領域具有重要的應用前景。

在半導體光催化過程中，半導體光催化材料的設計和合成是提高光催化反應綜合性能的關鍵，使光催化材料具有高效的吸光率和優異的電子-空穴產生、分離特性是半導體光催化領域的核心科學問題。在過去十幾年中，雖然不斷有新型光催化材料被開發并應用于光催化領域，然而，TiO₂仍以其原料普通價廉，工藝簡單，對環境和人體無害，化學性質穩定，耐光、酸堿腐蝕等優點而被長期普遍研究和應用于光催化領域。TiO₂納米管作為TiO₂的一種存在形式，具有典型一維中空介孔結構和大比表面積，是理想的光催化劑材料。特別是其具有的高沉降性能賦予其優異的水中分離回收特性，與TiO₂粉體相比更適合用作廢水處理研究。但其仍存在一些缺陷：①純TiO₂的光生電子-空穴對(光生載流子)較易復合，導致光量子效率較低；②純TiO₂禁帶寬度大，只對太陽光中的紫外光有響應，光利用率較低。