[发明专利]一种In2S3/Zn2GeO4复合可见光催化剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种In₂S₃/Zn₂GeO₄复合可见光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着洗化行业及医疗的迅猛发展，个人护理品及药物在环境中的污染和残留正引起广泛的关注。日常生活中，消耗大量的洗化用品和药物使得对乙酰氨基酚持续进入环境，导致其在环境中的残留浓度呈上升趋势，并逐渐显现出对动植物以及微生物的生态毒性，尤其对水环境产生极大的危害。目前对环境中对乙酰氨基苯酚的去除方法研究已成为热点。

光催化技术是近年发展起来的一项以环境污染治理为应用背景的高新技术。现如今，光催化技术的应用领域已经渗入到人类生活的方方面面，包括抗菌、大气净化、水处理等。大量研究表明，光催化能有效的降解卤化物、染料、农药、酚类等有机物。光催化技术催化活性和稳定性高，环境友好，价格便宜，在环境污染控制领域大有作为。

发明内容

本发明的目的在于针对技术背景中存在的问题，提供一种In₂S₃/Zn₂GeO₄复合可见光催化剂的制备方法及其应用。通过水热法制备了In₂S₃/Zn₂GeO₄复合可见光催化剂材料，将电子-空穴分离效率高的宽禁带半导体与宽光谱吸收的窄禁带半导体进行复合，解决现有技术中光催化剂光响应范围窄、电子-空穴分离效率较低的问题。通过对乙酰氨基酚的降解考察了催化剂的催化活性。该制备方法简单易行、合成条件较温和，具有一定的普适性。

本发明的技术方案如下：

（1）Zn₂GeO₄制备Zn₂GeO₄纳米带，磁力搅拌下，将0.05 ~ 0.2 g CTAB、0.26 ~ 1.04 g GeO₂和0.55 ~ 2.2 g Zn(CH₃COO)₂∙2H₂O加入到30 mL去离子水中，超声分散均匀，用3 mM的NaOH溶液调节其pH为8，得到白色悬浊液；将上述白色悬浊液转移到50 mL高压反应釜中，置于烘箱中，于180 ~ 220 °C下反应18 ~ 24 h；待反应完毕高压反应釜逐渐冷却到室温后，取出样品，用无水乙醇和去离子水分别洗涤3次，将产物置于60 °C烘箱中干燥；

（2）In₂S₃/Zn₂GeO₄复合可见光催化剂的制备

采用水热法制备In₂S₃/Zn₂GeO₄复合可见光催化剂，控制In₂S₃与Zn₂GeO₄纳米带一定的质量比条件下，将一定质量的Zn₂GeO₄纳米带溶于6 mL 0.1 M的InCl₃溶液中，超声分散20分钟得到悬浊液A；在磁力搅拌下将8 mL 0.15 M的Na₂S逐滴加入到上述悬浊液A中，将所得混合液转移到25 mL高压反应釜中，于160 ~ 200 °C下反应14 ~ 18 h；待高压反应釜逐渐冷却到室温后，取出产物，用乙醇和去离子水分别洗涤3次，将产物置于鼓风干燥箱中，60 °C下烘干；

上述所述一种In₂S₃/Zn₂GeO₄复合可见光催化剂的制备方法，（2）中所述In₂S₃与Zn₂GeO₄的一定的质量比为0.1 ~ 0.5︰1；