[发明专利]具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化剂，特别是涉及一种具有可见光响应的光催化剂。

本发明还涉及上述催化剂的制备方法。

本发明还涉及上述催化剂的用途。

背景技术

近年来，利用半导体光催化剂治理环境污染的研究得到了极大的发展。以半导体氧化物为催化剂的光催化氧化过程具有反应条件温和、无二次污染、可以直接利用太阳光进行氧化反应等优越性能而成为一种理想的环境污染治理技术，并显示出巨大的应用潜力。但是大多数氧化物半导体的带隙比较宽，很难响应可见光的诱导，因此，许多人将目光投向窄带隙的硒化物半导体。

金属硒化物是一类非常重要的半导体材料，广泛用于各种发光装置、激光与红外探测器件、红外窗口与非线性光学材料、光催化和光敏感传感器材料等。在发光材料、太阳能电池、光催化等多方面有良好的商业应用前景。

发明内容

本发明的意义在于提供一种具有可见光响应的光催化剂，这种硒化物光催化剂，既能有效的被可见光激发，又能保持良好的稳定性和较高的催化活性，同时制备工艺简单、成本低廉。

本发明提供的光催化剂是由硫掺杂的半导体硒化物颗粒组成，其特征在于该催化剂是由硫掺杂的硒化锌、硒化镉和硒化铋中的一种组成。硫离子和其它金属离子的摩尔比为0.001～1，硒化物粒子直径在5个纳米到10微米之间。

本发明的具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂的制备方法如下：

将一定量的可溶性金属盐、硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中，超声10min后，将上述溶液转入100mL反应釜中，在140～220℃晶化3～48小时，反应完毕后反应釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性，所得产物在80℃下真空干燥3小时，得最终产物。其中，上述过程中的可溶性金属盐为锌盐、镉盐和铋盐，含硒化合物指的是硒代硫酸钠、二氧化硒和硒粉。

本发明的具有可见光响应的光催化剂可用于空气、废水、地表水及饮用水中的有机污染物和重金属离子的光催化处理。

具体实施方案

实施方案1

将0.1mol的氯化铋、0.001mol的硫粉和0.1mol的硒粉加入到50ml乙二胺中，超声10min后，将上述混合物转入100mL反应釜中，在180℃晶化24小时，反应完毕后反应釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性，所得产物在80℃下真空干燥3小时，得最终产物。

实施方案2

将实施方案1中的氯化铋变为氯化锌，其它条件不变。

实施方案3

将实施方案1中的氯化铋变为氯化镉，其它条件不变。

实施方案4

将实施方案1中的硒粉变为硒代硫酸钠，其它条件不变。

实施方案5

将实施方案1中的硒粉变为二氧化硒，其它条件不变。

实施方案6

将实施方案1中的晶化时间由24小时变为48小时，其它条件不变。

实施方案7

将实施方案1中的晶化时间由24小时变为12小时，其它条件不变。

实施方案8

将实施方案1中的晶化温度由180℃变为200℃，其它条件不变。

实施方案9

将实施方案1中的晶化温度由180℃变为160℃，其它条件不变。

实施方案10

将实施方案1中的晶化温度由180℃变为140℃，其它条件不变。

本发明所制得的光催化剂可负载于载体上，本发明不限于以上实施方案。