[发明专利]贵金属/ZnIn2S4/TiO2纳米异质结构光催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种贵金属/ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构光催化剂，其特征在于：它是将厚度为6～9nm的超薄ZnIn₂S₄纳米片生长在直径为200～300nm、长度为10～20μm的TiO₂纳米纤维表面，再将尺寸为10～15nm的贵金属纳米粒子组装在超薄ZnIn₂S₄纳米片的正反表面，从而分级构筑的贵金属/ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构光催化剂。

2.根据权利要求1所述的贵金属/ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构光催化剂中的贵金属为Au或Ag其中一种。

3.权利要求1的贵金属/ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于：

1)TiO₂纳米纤维的制备：

首先，将冰醋酸与钛酸丁酯加入无水乙醇中，三者的体积比为1～2.5：1～2.5：3～6，然后将高分子聚乙烯吡咯烷酮按照其与钛酸丁酯质量比为0.15～0.3:1溶于上述溶液中配制成钛酸丁酯/聚乙烯吡咯烷酮的前驱体溶液，接着，利用静电纺丝技术制备钛酸丁酯/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维，最后，于马弗炉中以2～4℃/min的速率升至500℃高温煅烧钛酸丁酯/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维0.5～2小时，从而获得TiO₂纳米纤维；

2)将ZnIn₂S₄纳米片竖直生长在TiO₂纳米纤维表面：

将二水乙酸锌、六水硝酸铟、半胱氨酸与氢氧化钠按1:2:4～10:0.2～0.5摩尔比加入去离子水中，磁力搅拌10～30min，然后，向该溶液中加入步骤1)中所制得的TiO₂纳米纤维使其与二水乙酸锌的摩尔比为1～5:1，继续磁力搅拌10～30min，接着，将该混合溶液置于反应釜中，密封，再将密封的反应釜置于电烘箱中进行水热反应，水热温度为180～200℃，时间为12～30小时，反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，取出自然沉淀的块状产物，分别用去离子水和乙醇洗涤，最后将该产物于60℃下真空干燥8～12小时，即获得ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构；

3)将Au或Ag贵金属纳米粒子组装在TiO₂纳米纤维表面生长的ZnIn₂S₄纳米片表面：

配制浓度为2.5～7.5mM的二氯化锡水溶液，然后将步骤2)中所制得ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构按照其与二氯化锡质量比为1～3:1放入该溶液中室温下缓慢搅拌1～3小时，接着将该溶液中的沉淀物离心分离，用去离子水清洗三次，获得Sn²⁺活化的ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构，将Sn²⁺活化的ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构放入贵金属盐溶液中搅拌3～8分钟，最后取出溶液中沉淀物，用乙醇洗涤，在60℃下真空干燥8～12小时，即获得贵金属/ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构光催化剂。

4.根据权利要求3所述的贵金属/ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于：将Sn²⁺活化的ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构按照其与氯金酸的质量比为20～40:1放入浓度为0.1～0.25mM的氯金酸水溶液；或者将Sn²⁺活化的ZnIn₂S₄/TiO₂纳米异质结构按照其与硝酸银的质量比为30～40:1放入浓度为0.15～0.46mM的银氨水溶液。