一种光催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种光催化剂及其制备方法,采用硝酸钴、InCl3和硫代乙酰胺作为原料，将其加入由二甲基甲酰胺和二乙二醇组成的溶液中，经搅拌、反应、离心、干燥等步骤制得，经试验分析，该方法制备的光催化剂对罗丹明B的降解率大幅提高，尤其是添加了硝酸铈的情况下，其对罗丹明B的降解率进一步得到提升，且光催化降解循环稳定性较高。环稳定性较高。环稳定性较高。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化剂及其制备方法，特别是一种用于对罗丹明B进行降解的光催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于现代工业的迅速发展，很多国家和地区都受到了来自于各种有害物质的污染，如有机化合物、重金属和药物抗生素等。这些污染物一般很难通过自然途径进行降解，并且由于其长期存在对环境造成了严重的污染，对人们的生活和身体健康也造成了严重的影响。光催化技术具有高效、低成本、无二次污染、直接利用自然太阳能等优点，是一种高效、经济的消除环境中污染物的方法。科研人员采用水热法和浸渍法制备了Z型异质结构ZnIn2S4/MoO3光催化剂并研究了它在可见光照射下对罗丹明B等有机污染物的降解作用，发现其具有较高的降解率。然而，催化剂的光催化活性取决于它产生光致电子
‑
空穴对的能力。对于纯的ZnIn2S4而言，由于分离效率低，电子传输能力差，抑制了光电子空穴对的有效分离，导致ZnIn2S4的光催化活性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种新型的光催化剂及其制备方法，该光催化剂能够大幅提高对罗丹明B的降解率。
[0004]所述光催化剂的制备方法如下：将硝酸钴、InCl3和硫代乙酰胺加入到由二甲基甲酰胺和二乙二醇组成的溶液中，搅拌使其充分溶解后，将其倒入反应釜中，将其在烘箱中使其充分反应。最后对白色沉淀物进行离心，用去离子水进行洗涤，最后，将白色沉淀物放入烘箱使其完全干燥，即得。
[0005]本专利技术还提供一种光催化剂，其由上述制备方法制得。
[0006]以罗丹明B溶液为探针评估了所制备的光催化剂的光催化活性，发现其对罗丹明B溶液有较高的降解率，且其重复降解稳定性亦有优异的表现。
附图说明
[0007]图1 (a)本专利技术制备的光催化剂降解曲线 (b)动力学曲线图2 本专利技术制备的光催化剂的4次循环降解性能变化示意图
具体实施方式
参照附图对用于实施本专利技术的实施方式进行详细地说明。本专利技术并不限定于以下的实施例所记载的内容。并且，以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员所能够容易想到的、实际上相同的构成要素。此外，能够对以下所记载的方法步骤进行适当组合。并且，能够在不脱离本专利技术的主旨的范围内进行方法步骤的各种省略、置换或变更。
[0008]一种光催化剂的制备方法，首先将硝酸钴、InCl3和硫代乙酰胺加入到由二甲基甲
酰胺和二乙二醇组成的溶液中，搅拌使其充分溶解后，将其倒入反应釜中，在烘箱中使其充分反应，最后对白色沉淀物进行离心，用去离子水洗涤，将白色沉淀物放入烘箱使其完全干燥，即得。
[0009]优选的，上述硝酸钴、InCl3和硫代乙酰胺的摩尔比为1:2:4。
[0010]优选的，上述搅拌时间为20
‑
40分钟。
[0011]优选的，在烘箱中进行反应时的温度设置为160
‑
200℃，反应时间8
‑
12h。
[0012]优选的，将白色沉淀物放入烘箱中进行干燥的温度设置为60
‑
100℃。
[0013]优选的，对白色沉淀物用去离子水洗涤后还用乙醇进行洗涤。
[0014]优选的，制备光催化剂的原料中还包括硝酸铈。
[0015]优选的，硝酸钴与硝酸铈含量比为1mol：10
‑
50g。
[0016]本专利技术的另一方面在于，提供一种光催化剂，其由上述制备方法制得。其中，不添加硝酸铈的光催化剂的化学式为CoIn2S4，添加了硝酸铈的光催化剂的化学式为Ce/CoIn2S4。
[0017]本专利技术制备的光催化剂的催化活性测试：光催化降解实验采用500W汞灯作为光催化降解的光源，罗丹明B溶液作为探针，通过检测紫外光照射下光催化剂对罗丹明B的降解来判断光催化剂的光催化活性。该实验的具体过程是：先将0.1g的光催化剂分散在100 mL罗丹明B的溶液(15mg/L)中，黑暗状态下搅拌30 min，随后开启光源进行光催化降解实验。在光催化反应过程中，每隔10 min将5mL的反应液体从反应器中取出，然后用离心机除去反应液体中的光催化剂，再用分光光度计测定罗丹明B在溶液中的残留浓度。
[0018]在开始光催化降解实验之前，为避免因光催化剂的吸附作用而使罗丹明B在溶液中的含量下降，先在黑暗状态下对混合液进行30分钟的搅拌，然后再开启光源进行光催化降解实验。由图1（a）可以看出，经过30min的暗反应后，CoIn2S4，Ce/CoIn2S4(5)，Ce/CoIn2S4(10)和Ce/CoIn2S4(20)（注：前述括弧中的数值5、10、20分别表示硝酸钴的含量为0.4mol时，硝酸铈的含量分别为5g、10g、20g）对罗丹明B的吸收率分别为69.17%，67.94%，66.02%和63.24%。然后，打开紫外灯，进行光降解反应。经过60min紫外光照射后，CoIn2S4，Ce/CoIn2S4(5)，Ce/CoIn2S4(10)和Ce/CoIn2S4(20)对罗丹明B的降解率分别为91.76%，95.15%，98.55%和93.62%。Ce/CoIn2S4(10)表现出最优的降解率，图1（b）为对应的动力学曲线图，由图可以看出，CoIn2S4，Ce/CoIn2S4(5)，Ce/CoIn2S4(10)和Ce/CoIn2S4(20)的动力学曲线常数分别为0.021，0.026，0.046，0.024 min
‑1。Ce/CoIn2S4(10)的降解速率最大。由此可以看出，Ce/CoIn2S4(10)的光催化活性最强。
[0019]循环降解稳定性实验：图2为Ce/CoIn2S4(10)光催化剂循环降解四次的结果。经过4次循环降解后，Ce/CoIn2S4(10)的降解率仅仅降低了2.41%左右。可能是由于实验中Ce/CoIn2S4(10)光催化剂的损耗导致了降解率的下降。由此可以证明Ce/CoIn2S4(10)光催化剂具有很好的稳定性。
[0020]另外，本专利技术并不限定于上述实施方式。即，能够在不脱离本专利技术的主旨的范围内进行各种变形而实施。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化剂的制备方法，将硝酸钴、InCl3和硫代乙酰胺加入到由二甲基甲酰胺和二乙二醇组成的溶液中，搅拌使其充分溶解后，将其倒入反应釜中，在烘箱中使其充分反应，随后对白色沉淀物进行离心，用去离子水进行洗涤，将白色沉淀物放入烘箱使其完全干燥，即得。2.根据权利要求1所述的光催化剂的制备方法，其特征还在于，光催化剂的原料中还包括硝酸铈。3.根据权利要求1所述的光催化剂的制备方法，其特征还在于，在烘箱中进行反应时的温度设置为160
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200℃，反应时间8
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12h。4.根据权利要求1所述的光催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：程科军，杨小炳，潘俊杰，
申请(专利权)人：丽水市农林科学研究院，
类型：发明
国别省市：