[发明专利]一种光触媒杀菌空气清洁剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种催化剂，具体来说是一种光触媒杀菌空气清洁剂及其制备方法。

背景技术

TiO₂对许多光化学反应具有催化活性、优异的化学和光化学稳定性，但TiO₂是一种宽带隙(～3.2eV)半导体，只能被λ≤387.5nm的紫外光激发，对太阳能的利用率低，兼具有e^－和h⁺的复合速度快、量子效率低等缺点。为了充分利用太阳能，近年来科研工作者们在的修饰改性方面(包括金属和非金属元素掺杂、贵金属表面沉淀、半导体复和染料敏化等)作了大量工作，以提高TiO₂纳米光催化剂的稳性和光催化活性，也取得了不少进展。

SnS₂是一种n型半导体、禁带宽度大约为2.1eV，具有较好的热稳定性和抗氧化性且在酸性和中性溶液中也具有很好的稳定性，因此其作为光催化剂将具有很好的潜在实用价值。SnS₂作为一种窄带隙半导体，能够与较宽带隙的复合形成复合材料，当采用能量较低的光照射时，窄带能隙的半导体首先被激发产生电子，在电场的作用下，光生电子容易迁移到的导带上，实现光生电子与空穴的分离，从而提高光催化效率。

半导体复合是基于宽带隙半导体与窄帯隙半导体具有匹配的能带结构，二者以适当比例复合后可以有效提高光生电荷的分离，扩展宽带隙半导体的光谱响应范围，光催化活性通常要好于单一半导体复合半导体具有较高的光催化活性的根本原因是在复合半导体中两种半导体组分通过界面间电荷转移提了光生电子和空穴的分离效率。因此，作为光生电荷转移的通道，复合半导体中两种不同组分之间的界面结构严重影响着半导体的光催化性能。

基于此，我们希望通过调节复合材料的光子捕获能力，光电转化率及新颖结构来改善其在可见光区的催化性能，并制备出提升光催化性能的SnS₂复合纳米材料。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种光触媒杀菌空气清洁剂及其制备方法，所述的这种光触媒杀菌空气清洁剂及其制备方法主要应用于TiO₂光催化应用于空气杀菌清洁。

本发明提供了一种光触媒杀菌空气清洁剂，包括SnS₂纳米片和TiO₂纳米颗粒；所述TiO₂纳米颗粒复合在所述SnS₂纳米片的表面；所述TiO₂纳米颗粒在所述SnS₂纳米片的表面呈点状密集分布。

本发明还提供了上述一种光触媒杀菌空气清洁剂的制备方法，包括如下步骤：

1)一个制备单层SnS₂纳米片溶液的步骤，称量SnS₂粉末，置于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，磁力搅拌后，在冰水浴中超声剥离，然后将得到的溶液进行离心处理，取上层清液即为单层SnS₂纳米片溶液；

2)一个在单层SnS₂纳米片上负载TiO₂的步骤，向单层SnS₂纳米片溶液中加入TiCl₃，然后加入乙醇，单层SnS₂纳米片溶液与TiCl₃和乙醇的物料比为1-10mL：10-20mmol：50mL，将该溶液移入高压反应釜中加热，高温反应釜中的温度为150℃～180℃，最后离心分离，得到负载TiO₂的单层SnS₂纳米片溶液，即光触媒杀菌空气清洁剂。

进一步的，步骤1)中冰水浴中超声温度控制在5-10℃，剥离时间为3-6h。

进一步的，步骤2)中负载TiO₂的单层SnS₂纳米片溶液分散于无水乙醇中保存，负载TiO₂的单层SnS₂纳米片溶液与无水乙醇的体积比为1～10mL：100mL。

进一步的，步骤1)中，SnS₂粉末和N，N-二甲基甲酰胺的质量体积比为0.5g：100～300mL。