[發明專利]一種單層四元復合可見光催化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910642145.4
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110302806B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 楊金杯;葉銀釹;陳文韜;余美瓊
• 申請（專利權）人: 福建技術師范學院
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;B01J37/10;B01J37/34;C01B3/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發明提供了一種單層四元復合可見光催化材料及其制備方法，所述復合可見光催化材料的化學式為Ba_xZn_1?xIn₂S₄，其中0x1。所述的光催化材料在可見光下具有較高的光催化產氫活性。

技術領域

本發明屬于光催化技術領域，具體涉及一種單層四元Ba_xZn_1-xIn₂S₄復合可見光催化材料及其制備方法。

背景技術

煤炭燃燒為工業發展提供電能，同時為城市生活供暖。但是煤炭燃燒產生的廢渣和廢氣嚴重污染環境，并造成了不可逆轉的后果，如霧霾、水污染等。依賴傳統化石能源不可避免的會造成環境污染，并且會導致能源危機。在現代科技發展過程中，清潔能源的發展日新月異，其中氫能是理想的清潔能源，氫氣與氧氣燃燒后釋放能量并生成水，對環境是無污染的。

生產氫氣的常用方法是電解水，但消耗的電能仍然需要用傳統化石能源來提供，這違背了保護環境的初衷。近年來，利用太陽光將水分解生成氫氣和氧氣的研究受到廣泛的關注。太陽光是取之不竭的巨大能源，水占地球面積的70%，因此利用太陽光將水分解為氫能具有巨大的科學價值。其中光催化劑的應用必不可少。

常用的光催化劑是TiO₂，但TiO₂只能響應紫外光，不能利用可見光，致使太陽光中大部分的光能不能被利用。國內外在開發可見光催化劑工作上進行了大量研究，但都沒有達到令人滿意的程度。

通過能級結構設計和大量實驗，我們發現硫化物組成的復合半導體材料可以受可見光激發，使光催化劑發揮最大的催化效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單層四元Ba_xZn_1-xIn₂S₄復合可見光催化材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種單層四元復合可見光催化材料，其化學式為Ba_xZn_1-xIn₂S₄，其中0x1。

一種單層四元Ba_xZn_1-xIn₂S₄復合可見光催化材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）稱取硝酸鋇x mmol(0x1)，醋酸鋅1-x mmol、氯化銦2 mmol、硫代乙酰胺4.5mmol先后加入到250 mL三口燒瓶中，加入10-20 mL丙酮和10-20 mL去離子水，持續超聲0.5-1.5 h，得到均一的混合溶液，向溶液中加入20 mL以四氫呋喃和N’N-二甲基甲酰胺為混合溶劑溶解的0.5 mmol雙嵌段聚合物聚苯乙烯-聚丙烯酸混合液，再在溶液中溶解1mmol鄰苯二甲酸或間苯二甲酸，超聲分散0.5 h；

（2）將溶液轉移到100 mL聚四氟乙烯反應釜中，在聚四氟乙烯反應釜外套上微波專用安全保護套，將反應釜放入微波水熱反應器中，設置微波功率為300 W，微波反應時間為1-8 h，微波反應溫度為130-220℃；

（3）反應結束后，將反應物倒入離心管中，超聲分散30 min，將沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌3次，9000 r/min離心分離得到固體粉末，固體粉末轉入到裝有100 mL無水乙醇的燒杯中，在燒杯底部通入0.1-1Mpa高壓氮氣，放入超聲波反應器中超聲2-3 h，超聲頻率為20～40kHz，9000 r/min離心分離得到固體粉末，60-80 ℃烘干24 h、研磨成粉，形成一種單層四元Ba_xZn_1-xIn₂S₄復合可見光催化材料。