[發明專利]一種水熱合成花棒狀的硫銦鋅光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202010463982.3
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111617778B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張智鳳;張書渠;李兵;司艷美;代威力
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;B01J35/00;B01J35/02;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 黃文亮

本發明屬于光催化材料領域，公開了一種水熱合成花棒狀的硫銦鋅光催化劑的制備方法，本發明通過簡單的水熱合成，制備步驟簡單，易控制反應條件，催化劑原料易獲得，成本較低，合成的花棒狀硫銦鋅具有規則的2D片層結構，有較大的比表面積，暴露了更多的反應活性位點，且可工業化生產，具有規則的2D片層結構，有較大的比表面積，暴露了更多的反應活性位點，且具有高催化活性，對水體中的四環素進行有效降解。

技術領域

本發明屬于光催化材料制備方法技術領域，具體涉及一種在太陽光下光催化降解有機物污染物的花棒狀的硫銦鋅光催化劑的制備方法。

背景技術

隨著經濟的發展和工業化進程的加快，各種環境問題日益突出，人們的生活和自然生態環境受到嚴重威脅。在眾多環境問題中，水污染問題日益受到人們的關注。因此，迫切需要探索和開發低成本、高效率降解水中污染物的技術。半導體的光催化技術是一種節能、環保、無污染的綠色化工技術。太陽能驅動的半導體光催化可以通過吸收比帶隙能更大的光能，產生用于氧化還原反應的電子-空穴對，被認為是調節當前環境壓力最有潛力的方法。傳統的半導體光催化劑中,二氧化鈦(TiO₂)具有穩定性高，價格低廉，光誘導性好等優點，廣泛應用于水中有機污染物的降解，但由于寬帶隙(3.2eV)，在光催化反應中只能利用占太陽光譜3％-4％的紫外光，導致太陽能利用率低；類石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有低毒性，易獲取并能對可見光進行有效利用等優點，但g-C₃N₄光催化劑由于比面積小、光生電子-空穴對容易復合，光生載流子分離效果不好，從而影響了光催化性能。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種水熱合成花棒狀硫銦鋅的制備方法，該方法制備的光催化劑不僅增強了對光的吸收，還暴露了更多活性位，提高了光催化活性。其技術方案包括一下步驟：

(1)稱取2mmol的尿素加入到30ml乙醇和乙二醇的混合溶劑，在室溫下進行攪拌4h,形成均一的透明溶液，所述的乙醇和乙二醇的混合溶劑體積比為1:1。

(2)將1mmol氯化鋅和2mmol四水合三氯化銦加入步驟(1)所得溶液，攪拌后倒入50ml內襯為聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜進行水熱反應。

(3)在180℃加熱6h后，冷卻至室溫，將所得溶液用乙醇和去離子水洗滌數次，60℃真空干燥過夜，得到前驅體粉末。

(4)將步驟(3)得到的所有前驅體粉末和4mmol硫代乙酰胺溶于20ml去離子水中，劇烈攪拌12h,形成均一的透明溶液。

(5)將步驟(4)所得溶液倒入50ml內襯為聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜進行水熱反應。

(6)在180℃加熱12h后，冷卻至室溫，將所得溶液用乙醇和去離子水洗滌數次，60℃真空干燥過夜，得到花棒狀的硫銦鋅粉末。

本發明具有以下優點：

1.通過簡單的水熱合成，制備步驟簡單，易控制反應條件。

2.催化劑原料易獲得，成本較低，可工業化生產。

3.本發明合成的花棒狀硫銦鋅具有規則的2D片層結構，有較大的比表面積，暴露了更多的反應活性位點。

4.本發明合成的花棒狀硫銦鋅有合適的帶隙，提高了對太陽光的吸收。

5.本發明合成的花棒狀硫銦鋅具有高催化活性，對水體中的四環素進行有效降解。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為合成的花棒狀硫銦鋅不同放大倍數掃描電子顯微鏡(SEM)表征圖；

圖2為合成的花棒狀硫銦鋅的紫外-可見漫反射光譜圖；