[发明专利]一种无贵金属的复合光催化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术，特别是涉及一种无贵金属的复合光催化材料的制备方法。

背景技术

能源与环境问题是目前全人类面临的两个主要问题。由于半导体光催化剂在解决能源与环境问题方面的前景诱人，其迅速成为目前国内外研究热点。它利用半导体氧化物材料在光照下表面能受激发的特性，可有效地氧化分解有机物、分解水制氢、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味。由于光催化技术可利用太阳光在室温下发生反应，比较经济、无二次污染，所以有着传统的高温、常规催化技术及吸附技术无法比拟的诱人魅力，是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。作为光催化技术核心是光催化剂，目前普遍使用的TiO₂的量子效率低(不到4％)，不能吸收可见光，而太阳光中的紫外光只占5％，所以其难以保持较高的太阳光催化活性。尽管目前已经证明许多半导体材料都具有可见光光催化活性，但由于活性低，或由于易被光腐蚀等原因尚难实际应用。因此，设计高效稳定的可见光光催化材料是当前光催化领域研究的热点。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的无贵金属的复合光催化材料的制备方法。

技术方案：本发明所述的无贵金属的复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将比表面积大于100m²/g的载体与可见光催化剂进行复合，形成负载的光催化材料，其中，可见光催化剂与载体的质量比为4:1～12:1；

S2：将步骤S1中得到的负载的光催化材料与助催化剂MoS₂进行复合，形成复合光催化材料，其中负载的光催化材料与助催化剂MoS₂的质量比为1:2～2:1。

进一步，所述载体为纳米材料、片层材料、多孔材料中的一种或多种。

进一步，所述纳米材料为纳米氧化硅。

进一步，所述片层材料为片层云母或者蒙脱石。

进一步，所述多孔材料为多孔玻璃或者分子筛。

进一步，所述可见光催化剂为TaON、GaN：ZnO或者BiVO₄。

进一步，所述可见光催化剂为TaON，步骤S1包括以下步骤：

S1.1：将Ta₂O₅和载体用研磨的方法均匀混合；

S1.2：将步骤S1.1得到的混合物置于刚玉方舟里，然后放入真空管式高温炉中；

S1.3：将NH₃以80～100mL/min的流速连续地注入到步骤S1.2得到的真空管式高温炉中，得到负载的TaON光催化材料；NH₃注入真空管式高温炉的过程中，真空管式高温炉的煅烧温度为850～950℃，NH₃注入时间为3～15小时。

进一步，所述步骤S1.3中，先将NH₃通入含水的集气瓶，然后将集气瓶中收集的NH₃以80～100mL/min的流速连续地注入到步骤S1.2得到的真空管式高温炉中，得到负载的TaON光催化材料。

进一步，所述可见光催化剂为GaN：ZnO，步骤S1包括以下步骤：

S1.1：将Ga₂O₃的粉末和ZnO的粉末用球磨的方法均匀混合，其中，Ga₂O₃和ZnO的摩尔比为1:2；

S1.2：将步骤S1.1得到的混合物与载体用球磨的方法均匀混合；

S1.3：将步骤S1.2得到的混合物在通入NH₃的马弗炉中于850～950℃的条件下加热6～15h，得到负载的GaN:ZnO光催化材料；其中，NH₃的流速为80～100mL/min。

进一步，所述可见光催化剂为BiVO₄，步骤S1包括以下步骤：

S1.1：将2mmol BiCl₃或Bi(NO₃)₃加入到100mL的蒸馏水中并进行温和搅拌，生成白色沉淀，得到悬浊液；

S1.2：向步骤S1.1得到的悬浊液中加入2mmol NH₄VO₃，再加入0.5mL 1M乙醇胺的水溶液，磁力搅拌均匀；