[发明专利]氧化铟锡化合物及其制备方法与光催化应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化领域中氧化铟锡化合物及其制备方法与光催化应用 

背景技术

1972年Fujishima和Honda首次报道了在紫外光照射下二氧化钛电极上可以分解水产生氢气和氧气，从此揭开了光催化应用研究的序幕。从那时起，人们开始在包括TiO₂等在内的光催化材料体系展开了大量的研究工作，探索光催化机理，提高光催化效率，以及扩展其应用领域等。1976年，Carey等发现在紫外光照射下，TiO₂可以使难降解的有机化合物多氯联苯脱氯，开创了半导体光催化在治理环境污染应用的新篇章，使环境光催化成为最活跃的研究领域之一。经过40年的不懈努力，半导体光催化研究已经取得了巨大的进步，大量的光催化材料产品已经实现了商业化，如空气净化器，具有自清洁的门窗。其中，商业化程度最高、使用最广泛的为P25型二氧化钛，在降解有机污染物，杀灭细菌方面成效显著。然而P25型二氧化钛属于锐钛矿和金红石混合晶型，锐钛矿和金红石的质量比大约80/20。尽管由于锐钛矿和金红石两种结构混杂可以增加了二氧化钛晶格内的缺陷密度，增大了载流子的浓度，使其具有更强的捕获在二氧化钛表面的溶液组分中水、氧气、有机物的能力。但是，由于P25型二氧化钛催化剂的混合晶型，对制备和工艺条件要求苛刻，同时其紫外光条件下的催化能力仍不能满足人们日益增长的现实需要，开发新型的光催化材料仍然迫在门睑。本发明报道一种新型的氧化锡铟化合物(1-x)SnO₂:xIn，0.005～0.5，该化合物可以作为紫外光催化材料的应用，并且该化合物具有优异的光催化性 能，在紫外光下降解有机染料的速率优于商品化的P25型二氧化钛。 

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的氧化铟锡光催化材料及其制备方法。 

本发明提供的氧化铟锡化合物化学组成为(1-x)SnO₂:xIn，x=0.005～0.5； 

所述氧化铟锡化合物粒径分布为10～1000 nm。 

本发明提供所述的氧化铟锡化合物的制备方法，采用水溶性锡盐和水溶性铟盐为原料，采用水热法合成； 

所述的锡盐选自氯化亚锡、氯化锡、硫酸锡、硝酸锡、锡酸钾或草酸锡中的一种或几种；所述的水溶性铟盐选自氯化铟、硝酸铟、硫酸铟或草酸铟中的一种或者几种； 

所述的氧化铟锡化合物的制备方法，其中所述的水热合成中，加入选自氢氧化钾、氢氧化钠、硝酸、草酸、氨水或尿素中的一种或者几种作为添加剂。 

所述的水热反应温度为80～200 ^oC。 

本发明提供所述的氧化铟锡化合物作为紫外光催化材料的应用； 

所述的材料适用于降解有机染料或碳、氮、硫氧化物； 

所述的有机染料包括甲基橙、亚甲基蓝、苯酚或罗丹明B的一种或者几种； 

所述的碳、氮、硫氧化物包括一氧化碳，一氧化氮，二氧化氮，二氧化硫的一种或者几种。 

附图说明

图1为实施例1中氧化铟锡0.90SnO₂:0.10In粉体的X-射线衍射图谱。 

图2为实施例1中氧化铟锡0.90SnO₂:0.10In粉体的扫描电镜照片。 

图3为实施例1中氧化铟锡0.90SnO₂:0.10In粉体的透射电镜照片。 

图4为实施例1中氧化铟锡0.90SnO₂:0.10In粉体在紫外光下，降解有机染料甲基橙的速率曲线，同时给出有机染料甲基橙自降解，P25型二氧化钛降解有机染料甲基橙的速率曲线作为对比。 

图5为实施例2中氧化铟锡0.80SnO₂:0.20In粉体的X-射线衍射图谱。 

图6为实施例2中氧化铟锡0.80SnO₂:0.20In粉体的扫描电镜照片。 

图7为实施例2中氧化铟锡0.80SnO₂:0.20In粉体的透射电镜照片。 

图8为实施例2中氧化铟锡0.80SnO₂:0.20In粉体在紫外光下，降解有机染料甲基橙的速率曲线，同时给出有机染料甲基橙的自降解，P25型二氧化钛降解有机染料甲基橙的速率曲线作为对比。 

图9为实施例3中氧化铟锡0.70SnO₂:0.30In粉体的X-射线衍射图谱。