当前位置: 首页 > 专利查询>盐城工学院专利>正文

石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺制造技术

技术编号:15482788 阅读:163 留言:0更新日期:2017-06-03 00:06
本发明专利技术涉及可见光催化剂领域,提出一种石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺。其中石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂包括石墨烯和光催化剂,光催化剂附着于石墨烯片层,光催化剂为CdLa2S4。此外本发明专利技术还涉及一种上述石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂的制备工艺。该石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂可以通过光生电子‑空穴对的转移实现快速分离,因而具有较低的电子‑空穴复合率和较为优异的催化活性。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺
本专利技术涉及可见光催化剂领域,且特别涉及一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺。
技术介绍
环境污染问题是21世纪人类面临的重大挑战之一。环境是人类生存和活动的场所,人类为了满足生活和生产活动的需求,一方面向环境索取资源和能源,一方面又将生活和生产中产生的废物排泄到环境中。环境污染的直接后果是人类生存环境的恶化,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。光催化技术是一种节能环保的可用于环境净化的新技术,可用于空气和水体污染物的降解净化。传统的光催化技术所使用的光催化剂为TiO2,然而由于TiO2具有较宽的带隙,导致其不能利用占太阳光能量45%的可见光进行催化降解污染物,因此,很有必要开发对可见光响应的光催化材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,此石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂利用可见光催化降解污染物的效果好,并且具有较低的电子-空穴复合率和较为优异的催化活性。本专利技术的另一目的在于提供一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的制备工艺,以制备催化活性较高的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,上述催化剂利用可见光催化降解污染物的效果好。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,其包括石墨烯和光催化剂,光催化剂附着于石墨烯片层,光催化剂为CdLa2S4。优选的,CdLa2S4为纳米微球CdLa2S4。优选的,纳米微球CdLa2S4由椭圆形CdLa2S4纳米颗粒聚集而成。本专利技术提出一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的制备工艺,其包括以下步骤:S1步骤:制备氧化石墨烯溶液;S2步骤:向氧化石墨烯溶液中加入乙酸镉和硝酸镧制成第一混合液;S3步骤:将硫脲和聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中后,加入乙二醇制成第二混合液;S4步骤:将第一混合液和第二混合液混合,并调节pH至8~11后,制得第三混合液;S5步骤:将第三混合液经微波炉800瓦特加热3~9分钟后得到第四混合液;其中,加热分多次进行,每次加热8~12秒,每两次加热之间间隔8~12秒;以及S6步骤:第四混合液经洗涤、干燥后得到石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂。优选的,S1步骤中,中氧化石墨烯溶液的浓度为8~12mg/ml。优选的,S2步骤中,制成第一混合液时,氧化石墨烯溶液、乙酸镉和硝酸镧的用量比为18~25ml:0.24~0.26mmol:0.48~0.52mmol。优选的,S2步骤中,制成第一混合液时,氧化石墨烯溶液、乙酸镉和硝酸镧的用量比为20ml:0.25mmol:0.5mmol。优选的,S3步骤中,制成第二混合液时,硫脲、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水和乙二醇的用量比为1~2mmol:0.001~0.003g:2~10ml:90~150ml。优选的,S4步骤中,制得第三混合液时,第一混合液与第二混合液的体积比为1:5~6。优选的,S4步骤中采用氨水调节pH至8~11。本专利技术实施例的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺的有益效果是:利用石墨烯光电性能优异及且比表面积较大的特点,将催化剂CdLa2S4与氧化石墨烯混合,经过反应后得到石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂。上述石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,可以通过光生电子-空穴对的转移实现快速分离,因而具有较低的电子-空穴复合率和较为优异的催化活性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,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他相关的附图。图1为本专利技术实施例1~3的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂、对比例1催化剂CdLa2S4、对比例2还原氧化石墨烯和对比例3氧化石墨烯的XRD图谱;图2为本专利技术实施例2的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的扫描电镜图(SEM);图3为本专利技术实施例2的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的透射电镜图(HR-TEM);图4为本专利技术实施例2的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂在降解亚甲基蓝溶液时的降解曲线;图5为本专利技术实施例1~3的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂与对比例的市售P25光催化剂在降解亚甲基蓝溶液时的速率常数曲线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。CdLa2S4是一种窄带隙半导体材料,其能带系数为2.1eV,在可见光照射下分解水制氢时表现出较强的光催化活性。石墨烯是近几年被发现的一种新的碳的同素异形体,它是由sp2杂化的单层碳原子组成的蜂窝状二维晶体,具有优异的力学、热学、光学和电学性能以及超大的比表面积。下面对本专利技术实施例的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,包括石墨烯和CdLa2S4光催化剂,CdLa2S4光催化剂附着于石墨烯片层。进一步的,CdLa2S4光催化剂是纳米微球CdLa2S4光催化剂。进一步的,CdLa2S4光催化剂是纳米微球CdLa2S4光催化剂由椭圆形CdLa2S4纳米颗粒聚集而成。本专利技术提供的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂将可见光响应性能良好的CdLa2S4与光电学性能优异且比表面积较大的石墨烯进行复合,其具有较低电子-空穴复合率,CdLa2S4光催化剂和石墨烯之间可以通过光生电子-空穴对的转移实现快速分离,从而上述石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂具有较高的可见光催化活性。本专利技术还提供了上述石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的制备工艺,包括以下步骤:S1步骤:制备氧化石墨烯溶液。进一步地,在本专利技术较佳实施例中,氧化石墨烯溶液的浓度为8~12mg/ml,该浓度下的氧化石墨烯,有利于CdLa2S4光催化剂的沉积。在制备氧化石墨烯的过程中,可将氧化石墨烯分散到水中进行较长时间的超声操作,长时间的超声操作可有效的将氧化石墨烯分开,且由于氧化石墨烯表面官能团的存在,有利于形成均匀稳定的分散液,并且有利于后续步骤的CdLa2S4催化剂的均匀沉积。促进CdLa2S4催化剂和石墨烯的均匀混合,使石墨烯对CdLa2S4催化剂的性能改善的更好。S2步骤:向氧化石墨烯溶液中加入乙酸镉和硝酸镧制成第一混合液。进一步地,在本专利技术较佳实施例中,氧化石墨烯溶液、乙酸镉和硝酸镧的比例为15~25ml:0.24~0.26mmol:0.48~0.52mmol。进一步地,在本专利技术较佳实施例中,氧化石墨烯溶液、乙酸镉和硝酸镧的比例为20ml:0.25mmol:0.5mmol。此时乙酸镉与硝酸镧的物质的量之比与CdLa2S4光催化剂化学式中镉元素和镧元素的计量比相同,有利于将最终产物的化学式控制为CdLa2S4。向氧化石墨烯溶液中加入乙酸镉和硝酸镧后可进行超声操作,本文档来自技高网...
<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/41/201611187589.html" title="石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺原文来自X技术">石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺</a>

【技术保护点】
一种石墨烯‑CdLa

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,其特征在于,其包括石墨烯和光催化剂,所述光催化剂附着于所述石墨烯片层,所述光催化剂为CdLa2S4。2.根据权利要求1所述的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,其特征在于,所述CdLa2S4为纳米微球CdLa2S4。3.根据权利要求2所述的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂,其特征在于,所述纳米微球CdLa2S4由椭圆形CdLa2S4纳米颗粒聚集而成。4.一种权利要求1~3任一项所述的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:S1步骤:制备氧化石墨烯溶液;S2步骤:向所述氧化石墨烯溶液中加入乙酸镉和硝酸镧制成第一混合液;S3步骤:将硫脲和聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中后,加入乙二醇制成第二混合液;S4步骤:将所述第一混合液和所述第二混合液混合,并调节pH至8~11后,制得第三混合液;S5步骤:将所述第三混合液经微波炉800瓦特加热3~9分钟后得到第四混合液;其中,所述加热分多次进行,每次加热8~12秒,每两次加热之间间隔8~12秒;以及S6步骤:所述第四混合液经洗涤、干燥后得到所述石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂。5.根据权利要求4所述的石墨烯-CdLa2S4复合可见光催化剂的制备工...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱雷张勤芳王保林樊乐乐孟强强
申请(专利权)人:盐城工学院
类型:发明
国别省市:江苏,32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1