[发明专利]一种高效单相SnO2光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种单相高效SnO₂光催化剂的制备方法。本发明用氧化铝粉末将锡片打磨抛光，去离子水清洗，用丙酮超声，用乙醇超声，再用去离子水超声，得到表面光滑的锡片；取0.5mol/L的草酸溶液放入反应容器中，阳极氧化法制备二氧化锡样品，阴极材料是紫铜片，将阳极材料金属铂片作为电解池的阳极在草酸溶液中进行电解，锡片表面有阳极氧化物薄膜形成，通以不同的稳恒电压，室温下进行，反应结束后得到多孔SnO₂。本发明克服了现有光催化实验无法提高纯二氧化锡在可见光下的降解效果的缺陷。本发明通过对反应电压的控制得到孔径半径、数量不同的SnO₂纳米多孔结构，这些多孔的SnO₂纳米结构有良好的紫外光催化效果，在可见光下也表现出了很好的光催化性能。

技术领域

本发明属于纳米材料和光催化剂制备的技术领域，特别涉及一种高效单相SnO₂光催化剂的制备方法。

背景技术

二氧化锡是一种重要的催化材料，它难溶于酸和碱，是一种两性化合物，不仅可以用作催化剂的载体，还可以作为催化剂的活性组分和助催剂。在利用二氧化锡作为光催化剂降解有机污染物方面，通常是作为其它宽半导体材料如TiO₂、Fe₂O₃、ZnO等光催化剂的改性组分。

在本发明之前，由于二氧化锡自身的特点，如宽的带隙值和偶极跃迁禁阻，使纯的二氧化锡即单相二氧化锡很难成为一种高效的光催化剂，所以现实中一般通过二氧化锡与其他化合物进行复合形成复合半导体结构，或者是作为其它半导体结构如TiO₂、Fe₂O₃、ZnO等光催化剂的改性组分。但是，如何实现单相二氧化锡的催化活性截止目前还是人们研究的热点之一，现有的光催化实验尚无法提高纯二氧化锡在可见光下的降解效果。

发明内容

本发明的目的就是克服上述缺陷，研制出一种单相高效SnO₂光催化剂的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种高效单相SnO₂光催化剂的制备方法，其主要技术特征在于步骤如下：(1)用氧化铝粉末将锡片打磨抛光，再用去离子水清洗，接着用丙酮超声，之后用乙醇超声，最后再用去离子水超声，得到表面光滑的锡片；

(2)取0.5mol/L的草酸溶液放入反应容器中，采用阳极氧化法来制备二氧化锡样品，反应容器的阴极材料是紫铜片，阳极材料是金属铂片：将金属铂片作为电解池的阳极在草酸溶液中进行电解，锡片表面有阳极氧化物薄膜形成，通以不同的稳恒电压，室温下进行，反应结束后得到多孔SnO₂。

所述步骤(2)中，不同的稳恒电压分别为7、9、12、15V。

所述步骤(2)中，反应过程中阳极和阴极材料之间的距离始终保持在1cm。

所述步骤(2)中，将得到多孔SnO₂用去离子水冲洗吹干，并将生成的氧化薄膜从锡片上剥离下来，用研钵研磨成粉末。

本发明的优点和效果在于通过对反应电压的控制，能够得到孔径半径、数量不同的SnO₂纳米多孔结构，这些多孔的SnO₂纳米结构不但有良好的紫外光催化效果，而且在可见光下也表现出了很好的光催化性能。不同电压下的样品具有不同催化效果，也就是说我们可以很容易的通过对制备条件的控制来有效的控制催化效果。在反应电压为15V条件下制备的样品在紫外和可见光下均表现出最好的催化效果，经过了120min，对甲基橙的降解率分别达到了95％和90％以上。