[发明专利]一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法，尤其涉及一种用于处理有机废水的光催化材料及其制备方法。

背景技术

当前，伴随工业技术的飞速发展，人类赖以生存的水资源均受到不同程度的污染，水资源污染已经成为世界各国面临的亟待解决的问题。水中的污染物，特别是有毒有机污染物的存在，不仅造成环境污染、生态破坏，而且严重危害人类健康。这些有机污染物包括多环芳烃、多氯联苯、农药、环境干扰素、染料等。

在污染物降解以及能源生产领域中，半导体光催化是最有前景的方法之一。当能量大于或等于半导体禁带宽度的光子照射在光催化剂表面上时就会产生电子-空穴对的分离，这是光催化反应的最初的基本步骤。为了寻找高效的光催化剂，大量研究工作都集中在研究光催化活性的影响因素上。掺杂催化剂有利于电子跃迁，在催化剂表面形成自由基而提高催化效率。而提高光催化效果是一项无止境的工作。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在300-500r/s的转速搅拌下，向磷酸铵溶液中同时滴加氯化铟溶液和氯化镍溶液，滴加完成后继续在300-500r/s的转速下搅拌20-40min；

(2)形成胶体，加入10-30mmol乙二醇，再在300-500r/s的转速下搅拌50-60min，最后将整个体系离心分离；

(3)用蒸馏水洗涤固体2-4次，在102-106℃下真空烘干，即制得镍掺杂磷酸铟光催化剂。

优选地，步骤(1)中磷酸铵溶液的浓度为0.3-0.5mol/L，体积为30-50mL。

优选地，步骤(1)中氯化铟溶液的浓度为0.3-0.5mol/L，体积为30-50mL。

优选地，步骤(1)中的氯化镍溶液浓度为0.1-0.3mol/L，体积为1-10mL。

本发明的催化剂将镍和磷酸铟进行掺杂，有利于光生电子的跃迁，避免复合，提高催化效率。

具体实施方式

实施例1

一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法，在500r/s的转速搅拌下，向浓度为0.5mol/L，体积为50mL的磷酸铵溶液中同时滴加浓度为0.5mol/L，体积为50mL的氯化铟溶液和浓度为0.3mol/L，体积为1mL的氯化镍溶液，滴加完成后继续在500r/s的转速下搅拌40min，形成胶体后加入30mmol乙二醇，再在500r/s的转速下搅拌60min，最后将整个体系离心分离，用蒸馏水洗涤固体4次，在106℃下真空烘干，即制得镍掺杂磷酸铟光催化剂。

取1g镍掺杂磷酸铟光催化剂加入到浓度为30mg/L，体积为80mL的酸性大红溶液中，在120w LED灯照射下，反应60分钟，脱色率为96.5％。相同质量的磷酸铟在相同的条件下的脱色率仅为73.5％。相比之下，降解速度有了很大提高。

实施例2

一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法，在300r/s的转速搅拌下，向浓度为0.3mol/L，体积为30mL的磷酸铵溶液中同时滴加浓度为0.3mol/L，体积为30mL的氯化铟溶液和浓度为0.1mol/L，体积为10mL的氯化镍溶液，滴加完成后继续在300r/s的转速下搅拌20min，形成胶体后加入10mmol乙二醇，再在300r/s的转速下搅拌50min，最后将整个体系离心分离，用蒸馏水洗涤固体2次，在102℃下真空烘干，即制得镍掺杂磷酸铟光催化剂。

取1g镍掺杂磷酸铟光催化剂加入到浓度为30mg/L，体积为80mL的亚甲基蓝溶液中，在120w LED灯照射下，反应60分钟，脱色率为97.3％。

实施例3

一种镍掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法，在400r/s的转速搅拌下，向浓度为0.4mol/L，体积为40mL的磷酸铵溶液中同时滴加浓度为0.4mol/L，体积为40mL的氯化铟溶液和浓度为0.2mol/L，体积为6mL的氯化镍溶液，滴加完成后继续在300r/s的转速下搅拌30min，形成胶体后加入20mmol乙二醇，再在300r/s的转速下搅拌55min，最后将整个体系离心分离，用蒸馏水洗涤固体3次，在104℃下真空烘干，即制得镍掺杂磷酸铟光催化剂。

取1g镍掺杂磷酸铟光催化剂加入到浓度为30mg/L，体积为80mL的罗丹明B溶液中，在120w LED灯照射下，反应60分钟，脱色率为95.9％。