铈掺杂二硫化锡光催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了铈掺杂二硫化锡光催化剂及其制备方法与应用。将适量五水合四氯化锡、硫脲和六水合硝酸铈混合，溶解在去离子水中，将混合物置于水热釜中180～200℃下加热10～12h，冷却，所得产物用蒸馏水和乙醇洗净，离心后干燥，得铈掺杂二硫化锡光催化剂。利用本发明专利技术的方法制备的铈掺杂二硫化锡光催化剂参加催化反应，可以进行光催化二氧化碳还原，提高光催化活性。光催化活性。

【技术实现步骤摘要】
铈掺杂二硫化锡光催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于光催化材料
，具体涉及铈掺杂二硫化锡光催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着人类社会的发展，气候变暖问题成为全球关注的主要问题之一，其中大气中二氧化碳超负荷被视为威胁人类生存的最严重的环境问题之一。在众多的解决环境问题的方法中，光催化、电催化等各种环境催化技术备受关注。光催化技术是一种环境友好型技术，是利用太阳光实现降解气态污染物，具有无二次污染、可循环再生等特点。光催化CO2还原是指以光能驱动具有光催化活性的半导体催化剂产生光生电子和空穴，将水分子氧化提供氢质子，将CO2还原成碳基化合物，同时实现环境保护和资源再利用。贵金属材料由于有不易氧化，过电位低，性能稳定等特点，被认为是理想的催化材料。但由于贵金属储成本过高，不利于大量生产。因此，需要研制出相对价格低廉、催化性能优异、无二次污染、可循环使用的光催化剂。
[0003]二硫化锡是窄带隙的间接带隙半导体，是非常有潜力的光催化剂。在光催化方面，相较于纯的二硫化锡，元素的掺杂使得半导体带隙变窄，增大光响应的范围，从而更好的实现二氧化碳还原。相关的一些理论和实验也都印证了元素的掺杂可以提高二硫化锡的光催化性能。掺杂会对材料的物理化学特性，材料的光吸收的能力和对催化剂表面吸附和活化都产生很大的影响，可以通过金属离子掺杂有效的控制光催化剂的形貌和提高光催化性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供铈掺杂二硫化锡光催化剂及其制备方法，该方法简单、方便、成本低、有利于工业化生产。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种铈掺杂二硫化锡光催化剂，制备方法包括如下步骤：将适量的锡盐、硫脲和铈盐混合，溶解在去离子水中，将所得混合物置于水热釜中进行水热反应，冷却，所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤，离心，干燥，得铈掺杂二硫化锡光催化剂。
[0006]优选地，上述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，所述锡盐为五水合四氯化锡。
[0007]优选地，上述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，所述铈盐为六水合硝酸铈。
[0008]优选地，上述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，按摩尔比，锡盐:硫脲:铈盐＝50:330:1～50:330:6。
[0009]优选地，上述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，所述水热反应是，于180～200℃下水热反应10～12h。
[0010]优选地，上述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，所述离心是，于转速5000～8000rad/s下离心10min。
[0011]优选地，上述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，所述干燥是，于60～80℃下干燥10～12h。
[0012]本专利技术提供的铈掺杂二硫化锡光催化剂在光催化二氧化碳还原成一氧化碳中的应用。
[0013]优选地，方法如下：将铈掺杂二硫化锡光催化剂放置在反应器中，将CO2气体通入反应器中，进行吹扫，然后在密闭的反应器上方进行光照。
[0014]优选地，CO2气体吹扫0.5h，通气速度为50mL/min。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术提供的铈掺杂二硫化锡光催化剂，在光催化方面，相较于纯的二硫化锡，铈的掺杂使得半导体带隙变窄，增大了光吸收范围，改变了晶粒尺寸，增大了比表面积，从而更好的实现二氧化碳还原这一问题。铈的掺杂可以促进光催化活性，也可以改变电子结构，而且可以充当反应活性位点，还可以提高光催化剂的量子效率，抑制电子与空穴的复合，可以有效的控制掺杂材料的形貌和提高光催化性能。
[0017]2、本专利技术提供的铈掺杂二硫化锡光催化剂，利用铈掺杂二硫化锡，提高了光催化活性。并且本专利技术所提供的制备方法，其原料廉价，操作简单，极大程度降低了成本，而且对环境无污染，实现了绿色化学，可以有效实现二氧化碳还原。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1制备的铈掺杂二硫化锡光催化剂和纯的二硫化锡的XRD图。
[0019]图2为本专利技术实施例1制备的铈掺杂二硫化锡光催化剂与纯的二硫化锡光催化二氧化碳还原的活性对比图。
具体实施方式
[0020]实施例1铈掺杂二硫化锡光催化剂(一)铈掺杂二硫化锡光催化剂2Ce
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SnS2，制备方法如下
[0021]将五水合四氯化锡(1.75g，0.005mol)、硫脲(2.5g，0.033mol)和六水合硝酸铈(0.0443g，0.00010mol)倒入盛有60mL去离子水的烧杯中，磁力搅拌1h，得均匀的混合溶液。将所得混合溶液转移到聚四氟乙烯高压水热釜中，180℃水热反应10h，所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤后，于转速8000rad/s下离心10min，放入烘箱中80℃干燥12h，得黄色粉末，为铈掺杂二硫化锡，标记为2Ce
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SnS2。
[0022](二)铈掺杂二硫化锡光催化剂5Ce
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SnS2，制备方法如下
[0023]将五水合四氯化锡(1.75g，0.005mol)、硫脲(2.5g，0.033mol)和六水合硝酸铈(0.1143g，0.000263mol)倒入盛有60mL去离子水的烧杯中，磁力搅拌1h，得均匀的混合溶液。将所得混合溶液转移到聚四氟乙烯高压水热釜中，180℃水热反应10h，所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤后，于转速8000rad/s下离心10min，放入烘箱中80℃干燥12h，得黄色粉末，为铈掺杂二硫化锡，标记为5Ce
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SnS2。
[0024](三)铈掺杂二硫化锡光催化剂7Ce
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SnS2，制备方法如下
[0025]将五水合四氯化锡(1.75g，0.005mol)、硫脲(2.5g，0.033mol)和六水合硝酸铈(0.1567g，0.003764mol)倒入盛有60mL去离子水的烧杯中，磁力搅拌1h，得均匀的混合溶
液。将所得混合溶液转移到聚四氟乙烯高压水热釜中，180℃水热反应10h，所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤后，于转速8000rad/s下离心10min，放入烘箱中80℃干燥12h，得黄色粉末，为铈掺杂二硫化锡，标记为7Ce
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SnS2。
[0026](四)铈掺杂二硫化锡光催化剂10Ce
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SnS2，制备方法如下
[0027]将五水合四氯化锡(1.75g，0.005mol)、硫脲(2.5g，0.033mol)和六水合硝酸铈(0.2412g，0.000556mol)倒入盛有60mL去离子水的烧杯中，磁力搅拌1h，得均匀的混合溶液。将所得混合溶液转移到聚四氟乙烯高压水热釜中，180℃水热反应10h，所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤后，于转速8000rad/s下离心10min，放入烘箱中80℃干燥12h，得黄色粉末，为铈掺杂二硫化锡，标记为10Ce
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SnS2。
[0028](五)对比例——二硫化锡光催化剂SnS2的制备
[0029]将五水合四氯化锡(1.75g，0.005mol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铈掺杂二硫化锡光催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：将适量的锡盐、硫脲和铈盐混合，溶解在去离子水中，将所得混合物置于水热釜中进行水热反应，冷却，所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤，离心，干燥，得铈掺杂二硫化锡光催化剂。2.根据权利要求1所述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，其特征在于，所述锡盐为五水合四氯化锡。3.根据权利要求1所述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，其特征在于，所述铈盐为六水合硝酸铈。4.根据权利要求1所述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，其特征在于，按摩尔比，锡盐:硫脲:铈盐＝50:330:1～50:330:6。5.根据权利要求1所述的铈掺杂二硫化锡光催化剂，其特征在于，所述水热反应是，于180～200℃下水热反应10～...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶然，金雨玲，楚振明，范晓星，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：