[发明专利]一种光催化降解有机物污染物催化剂TiO2/Co4S4.23Se3.77及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型光催化降解有机物污染物催化剂TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77及其制备方法。 

背景技术

随着社会的发展和人们生活生平的提高，工业废水和生活污水占环境污染的重要部分，成为人们不得不考虑的重要问题。1972年，Fujishima和Honda采用TiO₂电极，在光的照射下分解水，标志着光催化新时代的开始。随后，Carey等使用紫外光照射TiO₂光催化剂的存在的多氯联苯、氯代烷烃等水溶液，发生有效的脱氯反应，这使光催化降解有机物成为了可能。 

由于TiO₂具有廉价、无毒等优点被而广泛应用在光催化研究的各个领域。但是这种光催化剂在实际应用中并不理想，存在着可见光利用率低、不易回收、制备条件苛刻、光生电子和空穴容易复合等缺点。而通过在半导体材料上负载TiO₂，使其形成异质结，有利于光生电子和空穴的分离，从而提高其光催化性能，因此，有必要探索和开发新型的光催化剂。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型光催化降解有机物污染物催化剂TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77及其制备方法，为有机物的催化降解提供了一种新材料。本发明的催化剂是采用高温固相合成法和溶胶凝胶法结合的新方法合成得到的，其操作简单、生产成本低廉、合成的产率较高，纯度也很高，适合扩大化生产的要求，本发明的催化剂热稳定性好且其多次循环使用后催化效果基本不变，便于重复利用，本发明所得到的催化剂具有较好的光催化吸附和降解有机物效果，比单一的硫硒钴（Co₄S_4.23Se_3.77）和二氧化钛都有更好的催化效果。 

本发明是这样来实现的，本发明的催化剂是由二氧化钛（TiO₂）和硫硒钴（Co₄S_4.23Se_3.77）形成的异质结，当二氧化钛和硫硒钴质量比为3:10时，其催化效果最佳，表达式为30%TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77，本发明的催化剂是通过高温固相合成法和溶胶凝胶法结合的新方法合成。在可见光的诱导下，0.05克的催化剂30%TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77可以将50毫升浓度为10毫克/升的亚甲基蓝在暗反应30分钟吸附87%，在经过可见光照射40分钟内完全降解。 

本发明的催化剂TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77可通过改变TiO₂与Co₄S_4.23Se_3.77的质量比，从而获得不同负载比例的TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77异质结催化剂。 

本发明的催化剂TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77中Co₄S_4.23Se_3.77的晶体学参数：立方晶系，空间群为Pa-3，单胞参数为a=5.5～6.0 ，b=5.5～6.0，c = 5.5～6.0，a= 89～91，b= 89～91，g = 89～91，Z = 1。 

本发明的催化剂TiO₂/Co₄S_4.23Se_3.77的制备方法的特征是: