[发明专利]水热法制备SnS2/ZnFe2O4/石墨烯复合光催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水热法制备高催化性能的SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂的方法，属于复合光催化剂制备技术领域。

背景技术

水是生命的源泉，没有水，就没有生命。但随着工业和经济的快速发展，人们缺乏环境保护的意识，再加上污水处理技术水平的制约等因素导致了工业废水排放量急剧增加, 水环境的污染问题日益严重。这些废水成分复杂，性质多变，不但含有常见的有机污染物，同时含有一些重金属离子。若这些废水不进行处理，直接排放到环境中，对水环境和生态环境造成不可修复的破坏，并危害人类健康。所以寻求高效，绿色的废水治理技术迫在眉睫。近年来术，光催化氧化技术在水污染治理中引起了人们广泛的关注。

铁酸锌(ZnFe₂O₄)是性能优良的软磁性材料，同时具有良好的光电转换性能，但光催化效果不是非常理想。因此，提高ZnFe₂O₄的光催化性能有着重要的意义。

SnS₂是一种非常重要的层状半导体材料，在光催化降解有机染料方面有着广泛的应用，但由于禁带宽度大，光生电子和空穴对的分离速度慢，复合率高，致使SnS₂在可见光范围内的应用受到了一定的限制。对其进行修饰，更好的应用于环境保护是非常有必要的。

石墨烯(RG0)作为一种新型的碳结构材料，含有高流动性的电荷载体，表面积大，同时具有良好的导电和导热性能，许多的光催化材料与之复合后，都表现出优异的光催化性能，克服了禁带宽度大，比表面积小等缺点，促进催化反应的发生，提高光催化效率。综合上述，将石墨烯与SnS₂，ZnFe₂O₄进行复合，将进一步提高光催化效率，更好的用于废水处理。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种水热法制备高催化性能的SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂的方法。这种方法制备SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂产率高，而且具有非常好的光催化性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，该制备方法包括如下步骤：首先采用改性的Hummers方法合成氧化石墨烯，然后用80%的水合肼还原氧化石墨烯，然后进行冷冻干燥制备出还原氧化石墨烯(RGO)。将制备好的石墨烯，硝酸锌，硝酸铁，氯化锡和硫代乙酰胺加入到去离子水中，搅拌均匀，调节pH为碱性，然后将溶液转移到反应釜，在160～220 ^oC下水热反应14～24小时，然后进行抽滤、洗涤、干燥，制备出SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂。

所述的石墨烯是以石墨粉为原料。

所述的碱液为NaOH或氨水溶液。

所述的溶液pH范围为8～13。

所述的SnS₂和ZnF₂O₄摩尔比为50:1～25:2。

所述的石墨烯和SnS₂的质量比为1:100～3:20。

本发明制备SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂的的优点：

   (1)本发明具有制备方法简单、能耗低、成本低的优点。

     (2)本发明制备的SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂在可见光下具有较好的光催化性能。

     (3)本发明制备的SnS₂/ZnFe₂O₄/石墨烯复合光催化剂具有较大的比表面积，禁带宽度窄，能有效的使电子-空穴分离，在可见光下能高效降解有机污染物及还原重金属离子。

附图说明