[發(fā)明專(zhuān)利]納米花結(jié)構(gòu)的硫化銦鋅與鉬酸鉍納米片復(fù)合光催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111201050.2
• 申請(qǐng)日: 2021-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113856703A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊華強(qiáng);劉曉彬;曹宏;徐文濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泉州師范學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/04
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/04;B01J23/31;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學(xué)俊

本發(fā)明公開(kāi)了一種納米花結(jié)構(gòu)的Zn₃In₂S₆與Bi₂MoO₆納米片復(fù)合光催化劑的制備方法及其應(yīng)用，該復(fù)合光催化劑是以水熱合成法制備出三維的Zn₃In₂S₆納米花結(jié)構(gòu)，然后再通過(guò)二次水熱的方法在Zn₃In₂S₆納米花結(jié)構(gòu)上引入二維的Bi₂MoO₆納米片，從而構(gòu)建出納米花結(jié)構(gòu)的Zn₃In₂S₆與Bi₂MoO₆納米片復(fù)合光催化劑。本發(fā)明所得復(fù)合光催化劑在可見(jiàn)光的作用下展現(xiàn)了優(yōu)異的光催化降解四環(huán)素性能，且其制備方法簡(jiǎn)單，易于操作，適合推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米花結(jié)構(gòu)的Zn₃In₂S₆與Bi₂MoO₆納米片復(fù)合光催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)境污染已引起全世界的廣泛關(guān)注，尤其是抗生素的污染，已經(jīng)嚴(yán)重危害到生態(tài)系統(tǒng)以及人類(lèi)的生存環(huán)境?？股貫E用日益突出，不僅對(duì)水生生物產(chǎn)生慢性毒理效應(yīng)，且易產(chǎn)生耐藥性，降低人體免疫力，從而影響人類(lèi)身體健康。四環(huán)素類(lèi)抗生素具有價(jià)格低廉、廣譜抗菌等特點(diǎn)，是目前使用最廣泛、用量最大的抗生素種類(lèi)之一，其作用原理是通過(guò)阻礙氨酰tRNA與核糖體結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合來(lái)抑制菌體蛋白合成，從而達(dá)到抑菌作用。與其它抗生素相比，四環(huán)素類(lèi)抗生素在環(huán)境中更穩(wěn)定，持久性強(qiáng)，難于降解，因而更易殘留在環(huán)境中，主要是來(lái)自畜禽養(yǎng)殖業(yè)、醫(yī)院和藥廠排污等的排放。如何解決抗生素污染水體是眾多科學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一。近幾年，因半導(dǎo)體光催化是一種綠色、安全和無(wú)二次污染的技術(shù)，已成為解決水體污染的理想技術(shù)之一。

Bi₂MoO₆是鉬酸鉍中的γ晶型，同時(shí)也是鈣鈦礦層狀結(jié)構(gòu)的奧里維里斯(Aurivillius)化合物。Bi₂MoO₆與鉬酸鉍的α-Bi₂Mo₃O₁₂、β-Bi₂Mo₂O₉兩種晶型相比具有優(yōu)異的光催化性能。Bi₂MoO₆擁有適宜的帶隙2.78 eV，其導(dǎo)帶和價(jià)帶位置為0.43 eV和3.21 eV（Chemical Engineering Journal, 2017, 316: 461-470.），以及鑲嵌在[Bi₂O₂]²⁺層中的八面體片層MoO₆形成的特殊結(jié)構(gòu)使光生電子運(yùn)動(dòng)不會(huì)有階躍勢(shì)壘而能快速轉(zhuǎn)移，表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能，然而，Bi₂MoO₆光照時(shí)產(chǎn)生的電子與空穴容易復(fù)合，導(dǎo)致在光催化過(guò)程中的量子產(chǎn)率很低。因此，選擇一種合適的半導(dǎo)體與其復(fù)合提高光生載流子的分離和轉(zhuǎn)移效率，從而構(gòu)建一種高效的復(fù)合光催化劑。Zn₃In₂S₆是一種三元硫族化合物，其帶隙為2.81 eV，導(dǎo)帶位置約為-0.9 eV，價(jià)帶位置約為1.91 eV（ACS Applied Energy Materials, 2020, 3(11): 11275-11284），并具有良好的穩(wěn)定性、環(huán)保、對(duì)可見(jiàn)光吸收強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的半導(dǎo)體敏化和復(fù)合的材料。綜上所述，本發(fā)明結(jié)合半導(dǎo)體Bi₂MoO₆與Zn₃In₂S₆材料的優(yōu)勢(shì)，以及合適的導(dǎo)帶、價(jià)帶位置，構(gòu)建納米花結(jié)構(gòu)的Zn₃In₂S₆與Bi₂MoO₆納米片復(fù)合光催化劑，并應(yīng)用于四環(huán)素的降解。

發(fā)明內(nèi)容