一种复合光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂是碱式碳酸镧（LaCO3OH）和氧化锡（SnOx）的复合材料，化学式为SnOx/LaCO3OH，本发明专利技术首次将SnOx/LaCO3OH复合材料应用于光催化分解水制氢和光催化环境污染治理领域。本发明专利技术的制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，有利于大规模推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型材料制备和光催化环境污染治理以及光催化分解水制氢的
，具体涉及复合光催化剂Sn0x/LaC030H的制备方法和应用。
技术介绍
随着能源危机和环境污染问题的日益严重，人类社会的可持续发展面临巨大挑战，自1972年Fujishima和Honda首次在Nature上报道TiO2可以光解水制氢以来，如何有效地利用太阳能来治理污染和开发新能源己引起世界各国的广泛关注。近年来，半导体光催化技术因在氢能源开发和环境污染治理上的重要应用前景，而受到众多领域科学工作者的广泛关注，但由于传统的TiO2基光催化剂存在量子效率低和太阳能利用率低等缺点，制约了光催化技术的实际应用，因而新型高效光催化剂的成功开发设计是利用太阳能治理环境污染和开发氢能源的关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合光催化剂及其制备方法和应用，制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 复合光催化剂Sn0x/LaC030H，是碱式碳酸镧(LaCO3OH)和氧化锡SnOx (其中Sn元素呈现四价(Sn4+)和二价(Sn2+)两种价态，Sn4+/2+(SnOx)在复合样品中以无定形形态存在)的复合材料，Sn/La比为0. OOfl ;所述的复合光催化剂的化学式是SnOx /LaC030H。制备方法的具体步骤为 将作为碳源的尿素(CO(NH2)2)或氢氧化钠和碳酸钠的混合物(Na0H/Na2C03)溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0. ri mo I/L的碳源溶液；将作为镧源的固体化合物氧化镧、硝酸镧或醋酸镧中的一种溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0. oro. I mol/L的镧源溶液；将作为锡源的固体化合物氧化亚锡或氯化亚锡溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0. oro. I mol/L的锡源溶液；在镧源溶液中边搅拌边滴加碳源溶液和锡源溶液，继续搅拌30 180分钟，将混合溶液移入高压反应釜中9(Tl80°C恒温反应12 24小时，自然冷却至室温，沉淀分别用水和乙醇洗漆离心数次(至离子浓度〈IOppm),4(Tl20°C干燥6 24小时研磨，得到淡黄色的复合光催化剂Sn0x/LaC030H粉末，粒径为10 50 nm ;其中，碳源与镧源的物质的量之比为I : I 10 : 1，镧源与锡源的物质的量之比为I : I 10 : I ;搅拌是磁力搅拌,搅拌速度为400 1000 rad/min。该复合光催化剂Sn0x/LaC030H的应用是把复合光催化剂Sn0x/LaC030H应用于光催化分解水制氢和光催化降解有机污染物。本专利技术的显著优点在于 (I)本专利技术首次将复合光催化剂Sn0x/LaC030H应用于光催化领域，是一种新型的光解水制氢及降解有机污染物的光催化剂，能有效地进行光催化反应。(2)本专利技术的制备方法简单易行，有利于大规模的推广。附图说明图I是本专利技术的Sn/La比为0. 5的复合光催化剂Sn0x/LaC030H的X射线衍射(XRD)图。图2是本专利技术的Sn/La比为0. 5的复合光催化剂Sn0x/LaC030H的X射线光电子能谱(XPS)图。图3是本专利技术的Sn/La比为0. 5的复合光催化剂Sn0x/LaC030H作为催化剂光解水制氢的情况。·图4是本专利技术的Sn/La比为0. 5的复合光催化剂Sn0x/LaC030H作为催化剂光催化降解水中甲基橙的情况。具体实施例方式 本专利技术的光催化剂是复合光催化剂Sn0x/LaC030H，应用于光解水制氢和光催化降解有机污染物。该光催化剂的制备方法为水热法，具体步骤如下 将作为碳源的碱性固体尿素或氢氧化钠和碳酸钠的混合物溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0. n mol/L的碳源溶液；将作为镧源的化合物固体氧化镧、硝酸镧或醋酸镧中的一种溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0. oro. I mol/L的镧源溶液；将作为锡源的固体化合物氧化亚锡或氯化亚锡溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.oro. I mol/L的锡源溶液；在镧源溶液中边搅拌边滴加碳源溶液和锡源溶液，继续搅拌30^180分钟，将混合液移入高压反应釜中9(Tl80°C恒温反应12 24小时，自然冷却至室温，沉淀分别用水和乙醇洗涤离心数次(至离子浓度<10ppm)，4(Tl2(rC干燥6 24小时研磨，得到淡黄色的SnOx /LaCO3OH复合催化剂粉末，粒径为10飞0 nm ;其中，碳源与镧源的物质的量之比为I : I 10 : 1，镧源与锡源的物质的量之比为I : I 10 : I;搅拌是磁力搅拌，搅拌速度为400 1000 rad/min。实施例I，复合光催化剂Sn0x/LaC030H的制备 称取0. 006 mo I CO (NH2) 2固体溶于35 mL去离子水中制得尿素溶液；称取0. 001 mo ILa(NO3)3 *6H20固体溶于35 mL去离子水中制得硝酸镧溶液；称取0. 0001 mo I SnCl2 2H20固体溶于35 mL无水乙醇中制得氯化亚锡醇溶液；边搅拌边往硝酸镧溶液中依次滴加尿素溶液和氯化亚锡溶液，继续搅拌30分钟，将混合液移入高压反应釜中，在90°C下恒温24小时，自然降温至室温，将所得沉淀离心、洗涤、40 1常压干燥24小时研磨，得淡黄色的SnOx/LaCO3OH复合光催化剂粉末。实施例2，复合光催化剂Sn0x/LaC030H的制备 称取0. 006 mo I CO (NH2) 2固体溶于35 mL去离子水中制得尿素溶液；称取0. 001 mo ILa(NO3)3 6H20固体溶于35 mL去离子水中制得硝酸镧溶液；称取0. 001 mo I SnCl2 2H20固体溶于35 mL无水乙醇中制得氯化亚锡醇溶液；边搅拌边往硝酸镧溶液中依次滴加尿素溶液和氯化亚锡溶液，继续搅拌180分钟，将混合液移入高压反应釜中，在180°C下恒温12小时，自然降温至室温，将所得沉淀离心、洗涤、120 1常压干燥24小时研磨，得淡黄色的Sn0x/LaC030H复合光催化剂粉末。实施例3，复合光催化剂Sn0x/LaC030H的制备 称取0. 006 mo I CO (NH2) 2固体溶于35 mL去离子水中制得尿素溶液；称取0. 001 mo ILa(NO3)3 *6H20固体溶于35 mL去离子水中制得硝酸镧溶液；称取0. 0005 mo I SnCl2 2H20固体溶于35 mL无水乙醇中制得氯化亚锡醇溶液；边搅拌边往硝酸镧溶液中依次滴加尿素溶液和氯化亚锡溶液，继续搅拌60分钟，将混合液移入高压反应釜中，在120°C下恒温24小时，自然降温至室温，将所得沉淀离心、洗涤、60 1常压干燥24小时研磨，得淡黄色的SnOx/LaCO3OH复合光催化剂粉末。图I展示了本专利技术的复合光催化剂Sn0x/LaC030H的X射线衍射(XRD)图，从图中可以发现制备的样品只呈现是六方晶相LaCO3OH (JCPDS: 26-0815)的衍射峰，对应的平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.复合光催化剂Sn0x/LaC030H，其特征在于所述的光催化剂是碱式碳酸镧LaCO3OH和氧化锡SnOx的复合材料，LaCO3OH具有斜方晶型或六方晶型，氧化锡中Sn元素呈现四价Sn4+和二价Sn2+两种价态，SnOx在复合样品中以无定形形态存在，Sn/La的摩尔比为O. ΟΟΓ I;所述的复合光催化剂的化学式是SnOx /LaC030H。2.—种如权利要求I所述的复合光催化剂Sn0x/LaC030H的制备方法,其特征在于所述的制备方法的具体步骤如下将作为碳源的碱性固体溶于溶剂中制得碳源溶液；将作为镧源的化合物固体溶于溶剂中制得镧源溶液；将作为锡源的化合物固体溶于溶剂中制得锡源溶液；在磁力搅拌下，将碳源溶液和锡源溶液分别缓慢滴加到镧源溶液中，继续搅拌30^180分钟，将混合液移入高压反应釜中9(T18(TC恒温12 24小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度〈lOppm，4(Tl20°C干燥6 24小时研磨，得到淡黄色的Sn0x/LaC030H复合光催化剂粉末。3.根据权利要求2所述的复合光催化剂Sn0x/LaC030H的制备方法，其特征在于所述的碳源是尿素，或氢氧化钠和碳酸钠的混合物；所述的锡源是氧化亚锡、氯化亚锡中的一种；所述的镧源是氧化镧...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文悦，付贤智，王绪绪，刘平，陈旬，吴棱，员汝胜，解泉华，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：