[發明專利]一種可見光響應SnIn4

在審

• 申請號: 202010102419.3
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111250110A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 蔣銀花;王啟源;張申;周二帥;王俊;張文莉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/22;C02F101/38
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本發明屬于無機納米復合材料技術領域，公開了一種可見光響應SnIn₄S₈納米粒子/TiO₂納米帶核殼型復合光催化劑的制備方法。首先將TiO₂納米帶分散在乙二醇水溶液中，依次加入五水氯化錫、氯化銦和硫代乙酰胺，通過溶劑熱法在TiO₂納米帶表面生長SnIn₄S₈納米粒子，構筑可見光響應SnIn₄S₈納米粒子/TiO₂納米帶核殼型復合光催化劑，用于可見光下降解甲基橙、鹽酸四環素或光還原Cr(VI)。該方法構建的復合光催化劑，拓寬了光吸收范圍，提供了光生電子直線傳輸路徑，提升了光生電子對的分離效率，增加了反應的活性位點，實現光催化效率和穩定性的大幅度提升。本發明具有制備原料環保，方法簡單，雜化反應條件溫和，周期短和成本低等優點，在水體污染處理方面具有極大的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種可見光響應SnIn₄S₈納米粒子/TiO₂納米帶核殼型復合光催化劑的制備方法及應用，屬于納米復合材料的制備及環境污染物控制領域的應用。

背景技術

隨著人們生活水平的提高及工業的進步，各種各樣的污染物不可避免的被排放進入水體之中。傳統的污水處理技術成本高、周期長，不足以解決目前日益嚴重的水污染問題，因此開發新的污水處理技術迫在眉睫。

自1972年TiO₂的光催化性能被發現以來，光催化技術具有能耗低、無二次污染、應用前景廣闊等優點是研究的熱門領域。其在降解水體中污染物方面也具有廣泛的應用。而作為半導體光催化材料的“鼻祖”TiO₂至今仍是該領域最熱門的材料之一。TiO₂具有物化性質穩定、成本低、無毒、光催化活性高等優點。但是單體TiO₂僅僅對紫外光響應，對光的利用率較低；并且在光照條件下，其內部光生電子-空穴對易復合，量子效率較低，其單體在實際應用中有很大的局限性。因此研究開發具有可見光相應能力的高活性光催化劑是目前研究的熱點。

三元硫化物SnIn₄S₈具有優異的可見光相應能力，形貌易于調控。然而單體SnIn₄S₈較高的光生載流子分離效率低導致該材料整體的光量子產率低，其單體的實際光催化應用不令人滿意。經過研究發現TiO₂和SnIn₄S₈有著相匹配的能帶位置，將SnIn₄S₈與TiO₂復合，并進行形貌設計，制備SnIn₄S₈納米粒子/TiO₂納米帶核殼型復合光催化劑。一方面可見光響應的SnIn₄S₈可以將TiO₂的光吸收范圍拓寬至可見光區，另一方面結合TiO₂納米帶電子直線傳輸特性和核殼型結構的構建，實現光生電子在不同能級間的高效轉移和輸運，提高光生載流子的分離效率，從而極大地提高材料的光催化活性，從而獲得一種高可見光活性的SnIn₄S₈納米粒子/TiO₂納米帶核殼型復合光催化劑，并研究其在可見光催化降解染料甲基橙MO，鹽酸四環素TC和光催化還原重金屬離子Cr(VI)的性能。

經過查證，目前并沒有關于SnIn₄S₈納米粒子/TiO₂納米帶核殼型復合光催化劑的制備及其在可見光催化降解染料甲基橙MO，鹽酸四環素TC或光催化還原重金屬離子Cr(VI)的報道。

發明內容