本发明专利技术提供了一种异质结光催化剂SnS2/g-C3N4及其制备方法和应用，所述异质结光催化剂通过以下方法制得：首先将锡源与硫源混合，在煅烧条件下制得SnS2，再用含氮化合物制备石墨相g-C3N4，最后将制得的SnS2与石墨相g-C3N4在高温条件下进行复合反应，所述异质结光催化剂在可见光存在的条件下能够高效地催化有机污染物降解，特别是偶氮苯类有机污染物，所述异质结光催化剂的制备方法简便，绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光催化剂，特别涉及异质结光催化剂SnS2/g_C3N4。
技术介绍
光催化技术作为一种“绿色”技术，其在治理水污染方面，有着与传统治理水污染技术不可比拟的很多的优点:(I)操作简便，耗能较低；(2)光催化反应一般在常温常压条件下就可进行，所需的反应条件温和，而且无机以及有机污染物能够被部分或者完全降解，从而使很多的环境污染物降解生成H2O和CO2，不会产生二次污染；(3)可以利用太阳光作为光源；(4)有些光催化剂成本低，低毒甚至无毒，稳定性高并且可以重复利用。光催化技术不仅可以用于处理水污染的问题，而且还可以用于处理大气污染、土壤污染、杀菌等多个方面，光催化技术显示出了极其广阔的应用价值。但目前被广泛的应用的光催化剂大多为紫外光催化剂，S卩，它们在紫外光存在的条件下具有良好的光催化效率，但太阳光中的紫外光含量少，而且，紫外光对人身有害，然而，太阳光中大部分为可见光，而且可见光对人身无明显伤害，因此，开发一种能够在可见光条件下进行光催化反应的催化剂成为研究热点。g_C3N4以其光催化活性较高、稳定性好、原料价格便宜、尤其是不含金属这一突出优点，使它成为一种新型的光催化剂，但是，单一相催化剂通常因量子效率较低而使其光催化性能表现的不够理想。体相g_C3N4材料光生电子一空穴复合率较高，导致其催化效能较低，限制了它在光催化方面的应用。因此，亟需开发一种具有较高可见光催化效率，且制备方法简单的可见光催化剂。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现:首先将锡源与硫源混合，在煅烧条件下制得SnS2，再用含氮化合物制备石墨相g_C3N4，最后将制得的SnS2与石墨相g_C3N4在高温条件下进行复合反应，能够制得具有异质结结构的光催化剂，从而完成了本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下方面:第一方面，本专利技术提供一种制备异质结光催化剂SnS2/g-C3N4的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:(I)将锡源与硫源置于第一溶剂中混合，升温进行反应，反应结束后降温，对所得的体系进行洗涤、干燥，制得SnS2;(2)将含氮化合物进行煅烧，任选将煅烧得到的物质粉碎，制得g_C3N4;(3)将步骤2制得的物质置于第二溶剂中，加入步骤I制得的物质，混合均匀后，除去第二溶剂，任选进行干燥，将得到的混合物升温反应，制得所述异质结光催化剂SnS2/S-C3N4 ο第二方面，本专利技术还提供根据上述第一方面所述方法制得的异质结光催化剂SnS2/g_C3N4，其特征在于，其中SnS2的重量:g-C3N4的重量=(0.1?15): 100，优选为(0.3?12): 100，更优选为(0.5 ?10):100，如 0.5:100、1:100、3:100、5:100、10:100 ;和 / 或其光致发光光谱(激发波长为400nm)在波长约450nm处存在吸收峰。第三方面，本专利技术还提供上述异质结光催化剂SnS2/g_C3N4在催化降解有机污染物，特别是染料污水方面的应用，尤其是降解偶氮苯类染料方面的应用。【附图说明】图1示出异质结光催化剂SnS2/g_C3N4催化原理示意图；图2示出催化剂的光致发光光谱图；图3示出催化剂紫外-可见漫反射光谱；图4示出不同催化剂可见光催化降解甲基橙反应活性图；图5示出清除剂对催化剂活性(降解甲基橙)的影响图；图6a示出对比例2制得样品光催化降解甲基橙过程中荧光强度变化；图6b示出对比例I制得样品光催化降解甲基橙过程中荧光强度变化；图6c示出实施例4制得样品光催化降解甲基橙过程中荧光强度变化；图7a示出对比例2制得样品光催化降解甲基橙的UV-Vis吸收光谱图；图7b示出对比例I制得样品光催化降解甲基橙的UV-Vis吸收光谱图；图7c示出实施例4制得样品光催化降解甲基橙的UV-Vis吸收光谱图。【具体实施方式】下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。以下详述本专利技术。根据本专利技术的第一方面，提供一种制备异质结光催化剂SnS2/g_C3N4的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:步骤1，将锡源与硫源置于第一溶剂中混合，升温进行反应，反应结束后降温，对所得的体系进行洗涤、干燥，制得SnS2。在本专利技术中，所述锡源是指含锡化合物，特别是指能够溶解于极性溶剂的小分子含锡化合物，如锡的无机盐，优选选自氯化锡、五水氯化锡、氯化亚锡、二水氯化亚锡，更优选选自氯化锡、五水氯化锡，最优选为五水氯化锡。当使用上述含锡化合物作为锡源时，其能够溶解于极性溶剂中，尤其是能够溶解于水等绿色无毒、不产生环境污染的溶剂中，从而本专利技术提供的方法绿色环保。在本专利技术中，所述硫源是指含硫化合物，特别是指能够溶解于上述极性溶剂中的有机含硫化合物，优选为硫代酰胺类化合物，如硫代乙酰胺、硫代丙酰胺，更优选为硫代乙酰胺。在本专利技术中，上述含硫化合物中硫原子与碳原子均以双键连接，所述双键其在化合反应过程中容易断裂，而形成带有负电荷的硫原子，该带有负电荷的硫原子能够与体系中锡元素结合，从而生成二硫化锡。本专利技术人发现，使用上述锡源和硫源进行合成反应时，合成反应能够快速进行，而且生成的副产物少。此外，上述含锡化合物与上述硫源反应后，得到的副产物可溶解于水和/或乙醇溶液中，因此，在合成完成后，只需要经过简单的洗涤处理即可得到较为纯净的产物，极大地简化了操作步骤，降低了操作难度。在本专利技术中，所述第一溶剂为极性溶剂，优选为无机溶剂，如水等。本专利技术优选使用水作为反应的溶剂，水本身是一种绿色溶剂，无环境污染，且其来源广泛，价格低廉，是可再生资源，使用水作为反应溶剂，能够极大地降低生产成本，也使本专利技术的制备工艺更为环保。在本专利技术中，对置于第一溶剂中的锡源与硫源的混合方式不做特别限定，可以使用现有技术中任意一种混合方式，如自然溶解后自然混合、人工搅拌、机械搅拌或超声振荡等方法，优选为机械搅拌的方法。在本专利技术中，选择锡源与硫源的摩尔比为锡源的摩尔量:硫源的摩尔量=1: (6?12)，优选为1: (7?10)，如1: 8，其中，锡源的摩尔量以锡源分子的摩尔量计，硫源的分子量以硫源分子的摩尔量计。本专利技术人发现，当锡源与硫源的摩尔比大于1:6时，硫源用量过小，使化合反应不充分；当锡源与硫源的摩尔比小于1:6时，硫源过量过多，合成反应的收率不明显增加，但造成硫源的浪费，因此，本专利技术选择锡源与硫源的摩尔比为锡源的摩尔量:硫源的摩尔量=1: (6 ?12) ο在本专利技术中，选择锡源与第一溶剂的用量比为锡源的摩尔份:第一溶剂的体积份=I: (120?200)，优选为1: (140?180)，更优选为1:160，其中，基于Immol计为I摩尔份，基于ImL计为I体积份。在本专利技术中，混合时间优选为0.2?2小时，优选为0.3?I小时，更优选为0.5小时。在本专利技术中，将锡源与硫源置于第一溶剂中混合后，将反应体系升温，促使合成反应快速进行，优选将体系温度升高至120°C?20(TC，优选为130°C?180°C，更优选为150。。?170。。，如 160 0C ο在本专利技术一种优选的实施方式中，反应体系置于密闭容器内，所述密闭容器优选为密闭的不锈钠反应釜。当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备异质结光催化剂SnS2/g‑C3N4的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将锡源与硫源置于第一溶剂中混合，升温进行反应，反应结束后降温，对所得的体系进行洗涤、干燥，制得SnS2；(2)将含氮化合物进行煅烧，任选将煅烧得到的物质粉碎，制得g‑C3N4；(3)将步骤2制得的g‑C3N4置于第二溶剂中，加入步骤1制得的SnS2，混合均匀后，除去第二溶剂，任选进行干燥，将得到的混合物升温反应，制得所述异质结光催化剂SnS2/g‑C3N4。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔玉民，李慧泉，苗慧，
申请(专利权)人：阜阳师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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