[发明专利]一种硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将锌源、铟源、硫源按一定比例溶解于溶剂中，加入一定量的十六烷基三甲基溴化铵，超声分散形成溶液后转移至水热釜中，经150‑200℃水热反应，得到硫铟锌；称取一定的钛源溶于无水乙醇中，逐滴滴加氨水溶液至水解完全；加入一定的氢氧化钡和硫铟锌，90℃水浴后转至水热釜中，180‑200℃水热反应得浅黄色固体；经离心、酸洗、水洗后真空干燥后得硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂。该方法可制备硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂，扩展了钛酸钡的光响应区间，提高吸光能力，提高载流子分离能力，减少空穴‑光生电子的复合几率，最大限度地提高了光催化剂的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化材料制备方法技术领域，具体涉及一种硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的制备方法。

背景技术

作为一种强介电化合物材料，钛酸钡具有高介电常数和低介电损耗，是目前国内外应用最为广泛的电子陶瓷原料之一，有“电子陶瓷工业的支柱”之称。钛酸钡兼具有介电、压电和铁电性能，材料内部有自发偶极场，可有效分离光生电子和空穴，也是一种重要的光催化剂，特别是四方相的铁电单晶钛酸钡的载流子寿命长达0.12s，已经被成功应用在光催化降解有机污染物、光分解水等领域。但单一的钛酸钡材料的载流子复合几率仍较大，且其光响应区间为紫外光区，限制了其广泛应用。通常通过贵金属沉积、掺杂改性或者复合改性以抑制光生载流子的复合，同时拓展其光响应区间，从而改善其光催化性能。

硫铟锌作为窄带隙半导体光催化剂(禁带宽度为2.35eV左右)，具有合适的能带结构、独特的光电性质和优良的光化学稳定性，在光催化领域特别是光解制氢引起极大的关注。

中国专利201610494033.5公开了一种氮氟掺杂钛酸钡光催化剂及其制备方法，即对钛酸钡进行了氮或/和氟掺杂改性，通过氮和氟掺杂改性可显著地提高钛酸钡催化降解有机染料的降解率，从而改善光催化性能，具有很好的应用前景，促进光催化技术的发展和应用。中国专利201710849296.8涉及一种BaTiO₃-CdS纳米复合光催化剂及其制备方法，属于材料制备及光催化的技术领域。复合材料催化剂可以有效提高光生载流子的分离和降低载流子复合率，具有优良的光催化活性，可用于催化光解水制氢，表现出比单一材料更优异的光催化性能。其光催化活性是纯的CdS的88.5倍，在光催化领域具有广阔的应用前景。中国专利201410244835.1利用简单化学沉淀法在BaTiO₃纳米立方块上负载Ag₂O纳米颗粒制成氧化银/钛酸钡纳米立方块异质结构超声光催化剂。吴明在等(吴明在,胡蕊蕊.BaTiO₃/石墨烯复合材料的合成及其光催化性能[J].安徽大学学报(自然科学版),2018,(5):62-66.)将钛酸钡与石墨烯复合，显著提高了钛酸钡对亚甲基蓝的降解率。

中国专利201710942078.9公开了一种硫铟锌和二氧化钛的异质结纳米材料的制备方法，有效拓展了二氧化钛在可见光光催化降解有机物、光解水领域的应用前景。

迄今为止，尚未见采用水热法合成硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的报道。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供了一种硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的制备方法，该方法可制备硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂，扩展了钛酸钡的光响应区间，提高吸光能力，提高载流子分离能力，减少空穴-光生电子的复合几率，最大限度地提高了光催化剂的光催化活性。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将锌源、铟源、硫源按一定比例溶解于溶剂中，加入一定量的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，超声分散形成溶液后转移至聚四氟乙烯内衬的水热釜中，150-200℃水热反应8-24h后，得到的固体经离心、洗涤、烘干后得到硫铟锌；