[发明专利]一种In2

说明书

本发明属于无机功能材料领域，具体涉及一种In₂S₃/rGO/UiO‑66三明治型复合可见光催化剂及其制备方法：首先通过Hummer法制备出GO，将GO加入到去离子水中，分别将ZrCl₄和对苯二甲酸加入到GO的水溶液中，移至反应釜中，反应结束后待冷却，抽滤，洗涤，干燥研磨；2)将rGO/UiO‑66重新分散在去离子水中，将In(NO₃)₃·5H₂O加入到rGO/UiO‑66的水溶液中，搅拌，将Na₂S·9H₂O加入，搅拌，移至反应釜中，反应结束后待冷却，抽滤，同时用去离子水洗涤，干燥研磨后该复合材料。本发明制备工艺简单，制备条件温和，环保无污染，设备要求低，可操作性强。

技术领域

本发明属于无机功能材料领域，涉及一种废水中有机物降解催化剂，具体来说是一种In₂S₃/rGO/UiO-66三明治型复合催化剂及其制备方法。

背景技术

随着水体富营养化问题的日益严重以及逐渐严格的氨氮与有机物排放标准，深度处理废水的技术已成为国内外学者广泛关注的课题。其中钢铁行业中冷轧机组均涉及到带钢的酸洗，为了实现废酸的循环使用均会设计布置酸再生机组。对于盐酸再生机组大多配有除硅工艺，在除硅装置运行时势必会带来废水中NH₃-N超标(NH₃-N主要来自于除硅工艺中的氨水)与有机物超标的问题(有机物主要来自于除硅工艺中的絮凝剂)，而且至今未见有成熟的含酸废水中氨氮脱除与有机物快速降解技术的应用。本技术研究的光催化剂可以有效降解废水中的有机物，实现废水中有机物达标排放。

在众多技术手段中，光催化因其能耗低、环境友好、效率高的特点而被认为是解决能源和环境问题最有前景的方法。目前单一半导体材料用于光催化以越来越不能满足实际应用需且，开发出效果好、实用性强以及绿色环保的复合光催化剂迫在眉睫。

金属有机框架材料(metal-organic frameworks,简称MOFs)是由金属中心离子和有机配体通过自组装形成的三维网状晶体材料，具有比表面积大、孔隙率高、热稳定性和化学稳定性优异以及结构可设计等特点，因而在光催化领域受到了极大关注。UiO-66是一种典型MOFs材料，稳定性好，可以在水中维持数个月而结构不会遭到破坏，这对UiO-66催化降解水体中有机污染物十分有利。而且，UiO-66较大的比表面积使得它对负载在表面的纳米粒子有很好的分散效果。此外，UiO-66本身也具有半导体性质，但是纯UiO-66带隙较宽，只能对紫外光进行响应，限制了它的实际应用。

In₂S₃是一种典型的n-型半导体，具有高载流子迁移率、低毒性和高稳定性的特点。In₂S₃的带隙宽度约为1.9-2.2eV，可对较宽范围内的可见光响应，是一种可见光型催化剂，因此，In₂S₃在光催化领域具有十分广阔的应用前景。但是，单一组分的In₂S₃在受光照后，光生载流子容易重新复合，而且，通过简单的水热法制备的In₂S₃纳米颗粒容易发生团聚，使得比表面积减少，从而使光催化反应时活性位点减少，这些因素使得In₂S₃在实际应用是效果较差。此外，铟盐价格相对昂贵，这些缺点限制了单一组分的In₂S₃在实际中的大规模应用。因此，将In₂S₃与其他材料复合，一方面通过构筑异质结来减缓光生电子-空穴的重新复合，另一方面提高In₂S₃纳米颗粒的分散性，增加反应活性位点，从而提高催化性能是具有重要的意义。

现有技术存在问题: