本发明专利技术公开了一种ZnIn2S4可见光催化剂降解甲基橙染料废水的方法，其步骤为：以锌盐、铟盐及硫源为反应原料，按照化学计量比溶于去离子水溶液中，在30℃-90℃温度条件下发生水热反应，得到ZnIn2S4可见光催化剂粉末；将配制的甲基橙溶液移至自制的玻璃反应器内，再加入所制备的ZnIn2S4粉末后，将该反应体系置于暗室，避光搅拌20-60min；在可见光照下搅拌1-4h；高速离心分离后，测定出甲基橙完全降解。本发明专利技术在室温常压下，可高效降解甲基橙溶液，并且本发明专利技术的降解过程条件可控性强，工艺简单，便于掌握和操作，完全降解所需时间短，能耗小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及染料废水的降解方法，具体是一种SHnj4可见光催化剂降解甲基橙 染料废水的方法。
技术介绍
在全世界生产的化学品中，大部分是由合成纺织染料和其他工业染料构成，而在 所有这些染料中，偶氮染料和荧光酮染料又是重要的两个组成部分。众所周知，一些偶氮染 料(例如甲基橙)和荧光酮染料(例如若丹明B)具有高致癌性。因此，随着国际环境标准 要求的日益严格，亟需高效降解这些染料的关键技术。目前，多相光催化氧化技术被广泛地 用于降解废水中的可溶性染料。按照可利用光源划分，多相光催化氧化技术大体可分为两 种，一种以紫外光为光源(如以TiO2基为代表的光催化剂)；另一种是以可见光为光源(如 以三元硫属ABxCy为代表的光催化剂-其中A为Cu，Ag，Zn，Cd ；B为Al，Ga，In ；C为S，Se， Te ；X和Y为常数)。在以可见光为光源的多相光催化氧化技术中，ZnInj4作为一种重要的三元硫属化 合物半导体催化剂，因其具有独特的光电性能和催化特性，被广泛用于热电材料、光电器件 材料、电荷储存及光解水催化等领域。公开文献(Lei Z B,You W S, Liu M Y，et al. Chem. Commun. 2003,2142-2143)提出了一种新颖的水热合成SiInj4纳米颗粒的方法，并在可 见光条件下，用制备的纳米颗粒作为催化剂，进行光催化水还原氢气反应，并得到 了 H2 生成速率为 257umol · IT1 · g"1 的结果。公开文献(Gou X L，Cheng F Y，Shi YH, et al. J. Am. Chem. Soc. 2006，128，7222-7229)采用水热-溶剂热方法，在不同的反应条件下合 成出一维SHnj4纳米管、纳米带和纳米线，并讨论了相应的相构成及形貌控制机理。公开 文献(Hu X L，Yu J C, Gong J Μ, et al. Crystal Growth Des. 2007，7，2444-2448)通过微 波-溶剂热方法合成出多孔的、具有270. Im2P的大比表面的&^112、微球，并在可见光下用 于亚甲基兰降解反应。公开文献(Shen S H,ZhaoL,Guo L J. Int. J. Hydrogen Energy. 2008， 33,4501-4510)报道了在可见光照射下，用(通过添加CTAB表面活性剂进行水热合成的)催化剂进行光催化水制备氢反应。据报道，一些学者采用电沉积和热处理二步法(Yu H T，Quan X，Zhang Y B，et al. Langmuir. 2008，24，7599-7604)和喷雾高温分解方法(Li M T,SuJ Z,Guo L J. International Journal of Hydrogen Energy. 2008,33,2891-2896)也 制备出 Znln2、。公开文献(Fang F, Chen L, Chen Y B, et al. J. Phys. Chem. C. 2010，114， 2393-2397)制备出类牡丹花的纳米颗粒，并将其用于可见光降解亚甲基蓝。已公开文献所述的可见光催化剂制备及降解废水方法，成本高、能耗高，降解废水 时间长，且没有针对SiInj4可见光催化剂降解甲基橙染料废水的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种SHnj4可见光催化剂降解甲基橙染料废水的方法，本 方法成本低、能耗低，降解废水时间短。本专利技术的技术原理是，将一定量的SHnj4颗粒悬浮在一定浓度的水溶性染料溶 液中，在暗处磁力搅拌直至染料分子在ann2、表面完全达到吸附-脱附平衡，打开可见光 源照射，光催化剂&^112、中价带内的电子被激发至导带上，形成空穴(hvb+)-电子(e。b_)对， 在催化剂表面上的电子与溶解在水中的分子氧结合形成02_，(V与溶液中的H+进一步结合 可能生成OH自由基或H2O2，02_、OH、H2O2以及hvb+与染料分子发生化学反应，从而达到降解 的目的。本专利技术是通过下述技术方案实现的采用水热合成法制备SHnj4微粒，然后将 SHnj4微粒放入甲基橙染料废水中，再利用可见光照射降解甲基橙。其具体工艺步骤如 下①将锌盐、铟盐和硫源按摩尔比1 2 4 8的比例加入到去离子水中，充分搅 拌至混合均勻；再将混合溶液转移至反应釜中，在30°C 90°C进行水热反应6 24h ；水热 反应结束后自然冷却到10 30°C，离心分离，沉淀物分别用无水乙醇和去离子水清洗；在 10°C 70°C干燥沉淀物12 Mh，得到SiInj4可见光催化剂粉末；其中，所述的锌盐为硝酸锌、氯化锌、醋酸锌、硫酸锌或草酸锌；铟盐为硝酸铟或氯 化铟；硫源为硫脲、硫代乙酰胺；②移取甲基橙染料废水于反应器内，再加入量步骤①所制备的SHnj4粉末，将该 反应体系置于暗室，避光搅拌20-60min ；③在可见光照下搅拌l_4h，至反应完全；步骤①所述锌盐、铟盐及硫源等溶质的总质量与去离子水的质量比为1 5 10 500 ;3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的锌盐为硝酸锌，铟盐 为硝酸铟，硫源为硫代乙酰胺；步骤①所述的水热反应时间为8 16h ；步骤③所述的可见光光源为氙灯、日光灯或自然光；本方法所述的反应釜和反应器，都是本领域的技术人员所熟知的市售仪器。本专利技术的效果和益处是，在室温常压下，采用ZnInj4可见光催化剂，可高效降解 甲基橙染料废水。催化剂制备条件温和，操作过程简单，产品纯度高；降解过程条件可控性 强，工艺简单，便于掌握和操作，且完全降解所需时间短，能耗小。附图说明本专利技术共有附图9张，其中图1是实施例1所制备的SHnj4可见光催化剂的X射线粉末衍射图。图2是实施例1所制备的SiInj4可见光催化剂的SEM图。图3是实施例2所制备的SiInj4可见光催化剂的X射线粉末衍射图。图4是实施例3所制备的SHnj4可见光催化剂的X射线粉末衍射图。图5是实施例3所制备的SiInj4可见光催化剂的SEM图。图6是实施例4所制备的SHnj4可见光催化剂的X射线粉末衍射图。图7是实施例4所制备的SiInj4可见光催化剂的SEM图。图8是实施例5所制备的SHnj4可见光催化剂的X射线粉末衍射图。图9是本专利技术实施例1、实施例3和实施例4中所制备的SHnj4可见光催化剂的紫外可见漫反射吸收光谱图。 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1准确称取0. 25mmol Zn(NO3)2 ·6Η20、0· 5mmol In(NO3)3 '4. 5H20 和 1. 5mmol 的硫代 乙酰胺放入50mL聚四氟乙烯衬套内，用移液枪准确移取15mL去离子水作为溶剂，磁力搅拌 40min后得到无色澄清溶液，密封不锈钢反应釜，在90°C下反应16h。冷却，洗涤，干燥，得到 黄色粉末。该黄色粉末经X射线粉末衍射(附图1)鉴定为六方相S^n2S4，并且产物中无 任何杂质。形貌经扫描电镜表征(附图幻为呈微球状或不规则状，粒径在20um-100um。准确移取250mL甲基橙染料废水置于容积为250mL的玻璃反应器内。加入0. Ig ZnIn2S4粒子粉末，将该反应体系置于暗室，避光搅拌lh本文档来自技高网...
【技术保护点】
ＺｎＩｎ↓［２］Ｓ↓［４］可见光催化剂降解甲基橙染料废水的方法，其具体步骤为：①将锌盐、铟盐和硫源按摩尔比１∶２∶４～８的比例加入到去离子水中，充分搅拌至混合均匀；将该混合溶液转移至反应釜中，在３０℃～９０℃进行水热反应６～２４ｈ；水热反应结束后自然冷却到１０～３０℃，离心分离，沉淀物分别用无水乙醇和去离子水清洗；在１０℃～７０℃干燥沉淀物１２～２４ｈ，得到ＺｎＩｎ↓［２］Ｓ↓［４］可见光催化剂粉末；其中，所述的锌盐为硝酸锌、氯化锌、醋酸锌、硫酸锌或草酸锌；铟盐为硝酸铟或氯化铟；硫源为硫脲、硫代乙酰胺；②移取甲基橙染料废水于反应器内，再加入步骤①所制备的ＺｎＩｎ↓［２］Ｓ↓［４］粉末，将该反应体系置于暗室，避光搅拌２０－６０ｍｉｎ；③在可见光照下搅拌１－４ｈ，至反应完全。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭明星，尹淑慧，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91
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