[发明专利]一种牡丹花状异质结构微米球光催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种牡丹花状异质结构微米球光催化剂，其特征在于，其由内到外依次为Zn-In-S核、20-200nm的Zn-Ag-In-S中间层和10-50nm的Ag-In-S外层；首先通过水热生长法合成牡丹花状的Zn-In-S核微米球，使其表面为厚度50nm左右的纳米片自组装堆叠形成的类似花瓣层状结构，内部为实心；然后利用部分阳离子交换法，将Zn-In-S核微米球表面区域的Zn-In-S转变成Ag-In-S，在这两层中间有一个过渡层为Zn-Ag-In-S中间层。

2.根据权利要求1所述的牡丹花状异质结构微米球光催化剂，其特征在于，所述微米球的尺寸为0.5-10μm、形貌为花瓣层状、比表面积为100-150m²/g。

3.一种权利要求1或2任一所述的牡丹花状异质结构微米球光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)Zn-In-S微米球的制备：

通过水热生长法，控制反应物锌盐、铟盐、硫源的量摩尔比为1:(0.8-3.2):(4-8)；控制反应液的pH值在0.5-3之间、反应温度为100-180℃，反应时间为2-8小时，得到不同尺寸的牡丹花状的Zn-In-S微米球；产物用乙醇和去离子水交替洗涤、离心，然后保存在乙醇或去离子水中；

(2)Zn-In-S/Ag-In-S异质微球的制备：

将步骤(1)所得到的Zn-In-S微米球分散在甲醇和水的混合液中，通过部分阳离子交换，控制加入0.2-5mmol的AgNO₃和控制溶液酸碱度pH值在0.5-3之间、反应温度为100-180℃，反应时间为2-8小时,控制得到不同厚度的Ag-In-S层；产物用乙醇和去离子水交替洗涤、离心，然后保存在乙醇或去离子水中。

4.如权利要求3所述的牡丹花状异质结构微米球光催化剂的制备方法，其特征在于，锌盐选自硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌或者氯化锌之一；铟盐选自硫酸铟、硝酸铟、乙酸铟或者氯化铟之一，硫源选自硫代乙酰胺、硫脲或者硫化钠之一或者组合物；铟盐和锌盐的摩尔比在0.8-2.5之间，硫源的物质的量是锌盐物质的量的4-8倍。

5.如权利要求3所述的牡丹花状异质结构微米球光催化剂的制备方法，其特征在于，所述的Zn-In-S微米球和Zn-In-S/Ag-In-S异质微球的制备是在聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中合成。

6.如权利要求3所述的牡丹花状异质结构微米球光催化剂的制备方法，其特征在于，阳离子交换反应的反应温度为120-160℃，反应时间为4-6小时。

7.权利要求1所述的牡丹花状异质结构微米球光催化剂在光催化降解污染水中染料的应用。