不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种不溶性硫酸盐光催化剂，该不溶性硫酸盐光催化剂由于其结构中所存在的缺陷能够在不溶性硫酸盐的能带中形成中间能级，进而拓展其光响应范围，从而具有优异的紫外光光催化性能。本发明专利技术所制备的不溶性硫酸盐在紫外光驱动下对NO的去除率为20％‑50％，对甲基橙的去除率为20％‑70％，且能够应用于空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备等领域。本发明专利技术提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法反应条件温和、制备方法简单、操作简单，利于其大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化剂
，更为具体地说，涉及不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法及其应用。
技术介绍
随着工业化进程的加快和经济的快速发展，环境问题已成为阻碍社会和谐可持续发展的难题，尤其是大气污染问题日渐显著。传统的室内污染净化技术大多采用活性炭吸附，但活性炭只是将污染物从气相转移到固相，存在后处理和再生问题。面对近些年环境污染的挑战和压力，绿色化学技术已成为人类社会能否可持续发展的必然要求。在各种不同的绿色化学技术中，光催化因其反应条件温和、无二次污染和可直接利用太阳能驱动反应等特性成为较有前途的技术之一。通常，光催化剂采用的是半导体。半导体用作光催化剂时，电子受光激发，在半导体的带间跃迁产生当光生空穴和电子，并进一步诱导化学反应。但该技术仍有一些缺陷，如材料的光量子转换效率较低，光响应范围窄，可见光利用率低等。对于这些问题的解决，研究者通过各种技术手段对光催化剂进行改性，进而提高光催化性能；或者研究者寻找新的光催化剂。最近有研究发现金属基于自身的等离子体效应也表现出优异的光催化性能，如研究发现Au，Ag，Bi表现出良好的光催化性能。现有光催化技术仅限于半导体和金属，然而对绝缘体的光催化性能还未见报道。类似于半导体，绝缘体由价带和导带组成，其价带和导带间的带隙过大而不能被太阳光所激发，从而使得绝缘体在光催化领域受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法及其应用，所制备的光催化剂在空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备等领域表现出极大的潜力。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：不溶性硫酸盐光催化剂，所述不溶性硫酸盐为硫酸钡或硫酸锶，所述不溶性硫酸盐光催化剂应用于紫外光条件下的空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备。优选地，所述不溶性硫酸盐作为光催化剂在紫外光条件下对NO的去除率为20％-50％，对甲基橙的去除率为20％-70％。一种不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法，所述不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法包括：S01：按照摩尔比为10:1-100称取可溶性钡盐或可溶性锶盐及可溶性硫酸盐；S02：将所述可溶性钡盐或所述可溶性锶盐及所述可溶性硫酸盐分别溶解于去离子水中，形成钡盐溶液或锶盐溶液及硫酸盐溶液；S03：将所述钡盐溶液或所述锶盐溶液及所述硫酸盐溶液混合并发生反应，同时搅拌0.5h-24h，静置后得到硫酸钡或硫酸锶沉淀；S04：将所述硫酸钡或硫酸锶沉淀离心、过滤和洗涤，并将洗涤后的所述硫酸钡或所述硫酸锶沉淀在温度为50℃-100℃下烘干，得到硫酸钡或硫酸锶光催化剂。优选地，所述可溶性钡盐为硝酸钡、醋酸钡或氯化钡；所述可溶性锶盐为硝酸锶、醋酸锶或氯化锶。优选地，所述可溶性硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾或硫酸铵。优选地，所述钡盐溶液或所述锶盐溶液及所述硫酸盐溶液混合反应的温度为20℃-100℃。优选地，所述钡盐溶液或所述锶盐溶液及所述硫酸盐溶液混合反应的温度为50℃-80℃。优选地，步骤S03中所述将所述钡盐溶液或所述锶盐溶液及所述硫酸盐溶液混合为：将所述钡盐溶液或所述锶盐溶液滴加到所述硫酸盐溶液中。优选地，所述不溶性硫酸盐光催化剂为纳米颗粒状的不溶性硫酸盐。优选地，所述不溶性硫酸盐光催化剂的粒径为0.05μm-80μm。本专利技术提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法所制备的不溶性硫酸盐由于其结构中所存在的缺陷能够在不溶性硫酸盐的能带中形成中间能级，进而拓展其光响应范围，从而具有优异的紫外光光催化性能。本专利技术所制备的不溶性硫酸盐在紫外光驱动下对NO的去除率为20％-50％，对甲基橙的去除率为20％-70％，且能够应用于空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备等领域。本专利技术提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法反应条件温和、制备方法简单、操作简单，利于其大规模生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法的制备流程图；图2是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸钡的SEM图(scanning electron microscope，即扫描电子显微镜)；图3是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸钡的XRD图(X-ray diffraction，即X射线衍射)；图4是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸钡的EPR图(electron paramagnetic resonance，即电子顺磁共振)；图5是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸锶的SEM图(scanning electron microscope，即扫描电子显微镜)；图6是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸锶的XRD图(X-ray diffraction，即X射线衍射)；图7是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸锶的光电流图；图8是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸钡紫外光条件下对NO去除的去除效率图；图9是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸钡紫外光条件下对甲基橙去除的去除效率图；图10是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸锶紫外光条件下对NO去除的去除效率图；图11是本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法制备的硫酸锶紫外光条件下对甲基橙去除的去除效率图。具体实施方式本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法及其应用，所制备的光催化剂在空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备等领域表现出极大的潜力。本专利技术所制备的不溶性硫酸盐光催化剂包括硫酸钙、硫酸银、硫酸锶、硫酸钡或硫酸铅等，优选地，在本专利技术实施例中，主要以硫酸钡或硫酸锶为主体描述本专利技术实施例所提供的制备方法。请参考图1，图1示出了本专利技术实施例提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法的制备流程图。本专利技术提供的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法包括以下步骤：S01：按照摩尔比为10:1-100称取可溶性钡盐或可溶性锶盐及可溶性硫酸盐；S02：将所述可溶性钡盐或所述可溶性锶盐及所述可溶性硫酸盐分别溶解于去离子水中，形成钡盐溶液或锶盐溶液及硫酸盐溶液；S03：将所述钡盐溶液或所述锶盐溶液及所述硫酸盐溶液混合并发生反应，同时搅拌0.5h-24h，静置后得到硫酸钡或硫酸锶沉淀；S04：将所述硫酸钡或硫酸锶沉淀离心、过滤和洗涤，并将洗涤后的所述硫酸钡或所述硫酸锶沉淀在温度为50℃-100℃下烘干，得到硫酸钡或硫酸锶光催化剂。其中，在制备不溶性硫酸盐光催化剂的过程中，可溶性钡盐为硝酸钡、醋酸钡或氯化钡，可溶性锶盐为硝酸锶、醋酸锶或氯化锶，可溶性硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾或硫酸铵。可溶性钡盐或可溶性锶盐及可溶性硫酸盐在称量时的摩尔比例为10:1-100，优选的摩尔比例为10:5-20，最优选的摩尔比例为1:1。可溶性钡盐或可溶性锶盐及可溶性硫酸盐分别溶于水后，形成钡盐溶液或锶盐溶液及硫酸盐溶液，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
不溶性硫酸盐光催化剂，其特征在于，所述不溶性硫酸盐为硫酸钡或硫酸锶，所述不溶性硫酸盐光催化剂应用于紫外光条件下的空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备。

【技术特征摘要】
1.不溶性硫酸盐光催化剂，其特征在于，所述不溶性硫酸盐为硫酸钡或硫酸锶，所述不溶性硫酸盐光催化剂应用于紫外光条件下的空气污染的净化、废水处理、太阳能转化制氢、杀菌或药品制备。2.根据权利要求1所述的不溶性硫酸盐光催化剂，其特征在于，所述不溶性硫酸盐作为光催化剂在紫外光条件下对NO的去除率为20％-50％，对甲基橙的去除率为20％-70％。3.一种如权利要求2所述的不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法，其特征在于，所述不溶性硫酸盐光催化剂的制备方法包括：S01：按照摩尔比为10:1-100称取可溶性钡盐或可溶性锶盐及可溶性硫酸盐；S02：将所述可溶性钡盐或所述可溶性锶盐及所述可溶性硫酸盐分别溶解于去离子水中，形成钡盐溶液或锶盐溶液及硫酸盐溶液；S03：将所述钡盐溶液或所述锶盐溶液及所述硫酸盐溶液混合并发生反应，同时搅拌0.5h-24h，静置后得到硫酸钡或硫酸锶沉淀；S04：将所述硫酸钡或硫酸锶沉淀离心、过滤和洗涤，并将洗涤后的所述硫酸钡或所述硫酸锶沉淀在温度为50℃-100℃下烘干，得到硫酸钡或硫酸锶光催化剂。4.根据权利要求3所述的不溶性硫酸盐光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艳娟，熊婷，董帆，董兴安，王红，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50