[发明专利]一种异质结构硫化锌光催化剂的固相制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种异质结构硫化锌光催化剂的固相制备，所述光催化剂为硫化锌/氧化石墨复合材料，属于纳米光催化材料领域。

背景技术

半导体光催化氧化技术由于具有绿色、节能、高效和污染物降解彻底等优点，已成为污染物处理领域极具发展前景的技术。光催化氧化反应是光反应和催化反应的有机结合，是在光和催化剂共同作用下的光化学反应，而高效的光催化剂是该技术的关键所在。特别是近年来，随着全球性环境和能源问题的日益突出以及纳米制备技术的飞速发展，以纳米金属硫化物光催化剂为重点的光催化氧化技术逐渐成为环境科学、材料科学以及催化科学等领域的研究热点之一。然而，光催化过程中光生电子和空穴的快速复合导致光催化活性显著下降。为此，人们采用多种方法来阻止电子和空穴的复合，如掺杂金属离子、沉积贵金属、将碳材料与其复合等。其中，将碳材料与硫化锌复合备受关注。

作为一种新兴的具有独特二维平面结构的碳材料，石墨烯受到了极大关注，这是由于其具有优良的电子传输特性、高的化学稳定性和大的比表面积。氧化石墨被视为羟基和羧基功能化的石墨烯。碳对电子和空穴具有十分优良的传输性能，为此将硫化锌与氧化石墨复合可有效的阻止光生电子和空穴的复合，从而提高其光催化活性。

发明内容    

本发明的目的在于提出一种异质结构硫化锌光催化剂，所述光催化剂为硫化锌/氧化石墨复合材料，是采用一种简单的低热固相化学法制备得到，克服了硫化锌纳米材料在光催化过程中存在光生电子与空穴复合严重导致光催化活性显著下降的问题。

本发明制备的异质结构硫化锌光催化剂具有优异的光催化活性，当光照40分钟时可将甲基橙降解完全，显示出其在光催化领域潜在的应用价值。此外，该制备方法具有操作简便、不使用溶剂、高产率、污染少、合成工艺简单等特点。

附图说明

图1是所制备的异质结构硫化锌光催化剂的透射电镜图。

图2是所制备的异质结构硫化锌光催化剂的光催化性能图。

具体实施方式

异质结构硫化锌光催化剂的固相制备，按以下步骤进行：

具体实施方式1：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入1毫克的氧化石墨，研磨60分钟混匀后加入0.01摩尔硫代乙酰胺，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得异质结构硫化锌光催化剂。

具体实施方式2：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入2毫克的氧化石墨，研磨60分钟混匀后加入0.01摩尔硫代乙酰胺，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得异质结构硫化锌光催化剂。

具体实施方式3：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入5毫克的氧化石墨，研磨60分钟混匀后加入0.01摩尔硫代乙酰胺，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得异质结构硫化锌光催化剂。

具体实施方式4：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入10毫克的氧化石墨，研磨60分钟混匀后加入0.01摩尔硫代乙酰胺，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得异质结构硫化锌光催化剂。

具体实施方式5：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入20毫克的氧化石墨，研磨60分钟混匀后加入0.01摩尔硫代乙酰胺，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得异质结构硫化锌光催化剂。

具体实施方式6：准确称取0.01摩尔的醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入50毫克的氧化石墨，研磨60分钟混匀后加入0.01摩尔硫代乙酰胺，再将其充分反应60分钟后并放置以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，并于干燥箱中60度干燥2小时即得异质结构硫化锌光催化剂。