[发明专利]一种可见光响应的CdS/Cd2Ge2O6异质结光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种可见光响应的CdS/Cd₂Ge₂O₆异质结光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

环境污染控制与治理是人类二十一世亟待解决的重大课题，光催化技术作为一项环境污染治理的高新技术，近年来受到了广泛的关注。光催化过程是光诱导的氧化-还原过程，具有安全性高，催化性好，环保性强的特点，处理能源短缺及环境污染问题等方面，受到越来越多的关注。光催化剂是光催化技术的核心，是光催化产品开发和推广应用的基础。

染料废水是典型的难降解有机废水，其对光、温度、化学试剂、微生物腐蚀等，具有很高的稳定性。染料一般是通过复杂的有机反应获得，且合成过程会使它们的结构变得复杂难以被破坏，并以高分子络合产生染料废水。众多学者不断尝试将光催化技术应用于染料污染物的降解，多项研究表明，利用半导体光催化对染料的降解率多数可高达90%。

发明内容

本发明的目的在于针对技术背景中存在的问题，提供了一种可见光响应的CdS/Cd₂Ge₂O₆异质结光催化剂的制备方法。通过离子交换法制备可见光响应的CdS/Cd₂Ge₂O₆异质结光催化剂，解决现有技术中光催化剂虽可见光响应范围较好，但电子-空穴分离效率较低的问题。通过对染料污染物亚甲基蓝和内分泌干扰物双酚A的光催化降解考察了催化剂的可见光催化活性。该制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，具有一定的普适性。

本发明的技术方案如下：

本发明是通过如下的技术方案实施的，具体按照以下步骤实施：

（1）Cd₂Ge₂O₆纳米棒的制备

采用溶剂热法合成Cd₂Ge₂O₆纳米棒，称取1~ 3 mM GeO₂和1~ 3 mM Cd(AC)₂·2H₂O溶于15 ~ 45 mL去离子水和无水乙醇体积比为1：2的混合溶剂中，超声分散得到混合溶液；将上述混合溶液转移到高压反应釜中，于160 ~ 200 °C下反应10 ~ 14 h，待反应完毕高压反应釜逐渐冷却到室温后，取出样品，用乙醇和去离子水将产物洗涤3次，置于烘箱内60 °C下烘干；

（2）可见光响应的CdS/Cd₂Ge₂O₆异质结光催化剂的制备

采用离子交换法制备可见光响应的CdS/Cd₂Ge₂O₆异质结光催化剂，控制CdS和Cd₂Ge₂O₆一定的质量比，称取一定量的Cd₂Ge₂O₆纳米棒超声分散于盛有150 mL去离子水的三口烧瓶中；称取一定质量的硫代乙酰胺加入到上述三口烧瓶中，并将其转移到油浴锅内，于40 ~ 80 °C下回流反应1 ~ 3 h。待反应完毕后，用无水乙醇和去离子水分别洗涤3次，将产物置于60 °C烘箱中干燥；

上述所述一种可见光响应的CdS/Cd₂Ge₂O₆异质结光催化剂的制备方法，（2）中所述CdS与Cd₂Ge₂O₆的一定的质量比为0.1 ~ 0.3︰1；