[发明专利]一种F掺杂SnO2

说明书

本发明涉及光催化材料技术领域，且公开了一种F掺杂SnO₂‑SnS₂异质结负载蒙脱石的光催化材料，包括以下配方原料及组分：蒙脱石、石墨碳修饰F掺杂SnO₂纳米空心微球、硫代乙酰胺。该一种F掺杂SnO₂‑SnS₂异质结负载蒙脱石的光催化材料，石墨碳的导电性能优异，促进光生电子向石墨碳迁移，F掺杂取代了部分O的晶格，提高了SnO₂导电性能，加速光生电子和空穴的分离，F掺杂SnO₂和SnS₂形成纳米结构异质结，均匀沉积在蒙脱石的表面，通过异质结载流子输送特性，实现了光生电子和空穴的快速分离，减少了光生电子和空穴的复合和重组，在协同作用下赋予了F掺杂SnO₂‑SnS₂异质结负载蒙脱石的光催化材料优异的光化学活性和光催化降解性能。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，具体为一种F掺杂SnO2-SnS2异质结负载蒙脱石的光催化材料及其制法。

背景技术

我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家，然而近年来我国的水污染问题日益严峻，由水污染问题引起的缺水事件和和事故不断发生，造成了不良的社会影响和较大的经济损失，水污染主要是由工业废水、农业污水和生活污水等随意排放进自然水体环境中，污染物主要有酸、碱、无机盐以及重金属离子等，芳香族化合物、卤化物等有机污染物的危害更大，其中有机染料如甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B等污染物具有成分复杂、难处理等特点。

目前对于含有机染料的印染废水的处理的方法主要有物理吸附法、化学氧化法、化学混凝法、好氧生物处理法等，其中光催化降解是一种新型污水处理方法，光催化降解就是利用光辐射在光催化剂上，吸收光能发生电子跃迁，生成光生电子-空穴对，进而产生的活性极强的羟基自由基等，再与有机污染物进行加成、取代和电子转移等反应，将有机污染物降解为无机物的过程，SnO₂是一种常见的n型半导体材料，具有良好的光化学活性，安全无毒、化学稳定性好和形貌易调控等优点，是一种具有广阔应用前景的绿色环保光催化剂，但是SnO₂的带隙较宽，光吸收波段较窄，只对紫外光具有光响应性，在可见光下的光化学活性很低，并且SnO₂的光生电子和空穴很容易复合，大大降低了SnO₂催化剂对光能的利用率和光催化活性。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种F掺杂SnO₂-SnS₂异质结负载蒙脱石的光催化材料及其制法，解决了SnO₂催化剂的光吸收波段较窄的问题，同时解决了SnO₂催化剂的光生电子和空穴很容易复合的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种F掺杂SnO₂-SnS₂异质结负载蒙脱石的光催化材料，包括以下原料及组分：蒙脱石、石墨碳修饰F掺杂SnO₂纳米空心微球、硫代乙酰胺，质量比为3-12:10:8-16。

优选的，所述F掺杂SnO₂-SnS₂异质结负载蒙脱石的光催化材料制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水和葡萄糖，搅拌溶解后将溶液倒入水热反应釜，并置于反应釜加热器中，加热至175-185℃，反应10-18h，将溶液冷却，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到碳纳米微球。