[发明专利]一种用于污水处理的星形状硫化锌光催化剂及制备方法

说明书

本发明属于污水处理的技术领域，提供了一种用于污水处理的星形状硫化锌光催化剂及制备方法。该方法以六水硝酸锌、硫脲为原料，在结构导向剂和形貌调控剂的存在下，在高压反应釜中进行反应，制得星形状硫化锌光催化剂。与传统方法相比，本发明制备的硫化锌光催化剂是到尺寸均匀、形貌规整的星形状纳米材料，比表面积大，光催化活性高，光催化降解效果好，对污水中的污染物有着极好的催化降解作用，并且制备方法简单，成本较低，可规模化推广制备。

技术领域

本发明属于污水处理的技术领域，提供了一种用于污水处理的星形状硫化锌光催化剂及制备方法。

背景技术

自上世纪七十年代起，持续的环境污染及能源短缺，引起了人们对全球危机的担忧，为了实现人类社会的可持续发展，开发一种即可用于环境治理又可用于清洁能源制备的新技术，成为一项紧急而迫切的任务，光催化技术因其在环境保护、清洁能源制备（太阳能转化为氢能）等领域广阔的应用前景，而受到高度重视，成为一种极具应用前景的技术。

光催化技术以其易操作、无污染、可直接利用太阳光等优点成为当前太阳能利用的研究热点之一。基于半导体材料的光催化技术在净化水污染、有机合成和光解水制氢等环境与资源的利用方面具有重要的应用，是一种高效、低能耗、洁净、无二次污染的技术。其中光催化剂是光催化技术发展和应用的关键，决定着光催化降解污染物的效果。

目前用作光催化剂的半导体材料多种多样，其中硫化锌便是非常重要的一种。硫化锌是一种过渡金属硫化物，是一种重要的化工原料、发光材料和半导体材料，纳米硫化锌因其特殊的性能，在发光、磷光体、传感器、红外窗口材料、光催化等许多领域有着广泛的用途纳米级别的硫化锌边缘结构复杂，具有很高的不饱和性，反应活性高，在光催化剂领域引起了人们的广泛关注。

目前国内外在污水处理光催化技术，尤其是用于污水处理的硫化锌光催化剂的研究方面已取得了一定成效。其中刘东青等人发明了一种核壳结构二氧化钒/硫化锌复合粉体及其制备方法（中国发明专利申请号201511011306.8），其内核为二氧化钒粉体，外壳为硫化锌，核壳结构二氧化钒/硫化锌复合粉体的制备方法，包括以下步骤：（1）通过一步水热法合成单斜相二氧化钒粉体；（2）配制醋酸锌/醋酸/醋酸钠混合缓冲溶液；（3）在混合缓冲溶液中加入表面活性剂和二氧化钒粉体后进行搅拌，加入巯基乙胺后进行加热，冷却后得到产物悬浊液；（4）将产物悬浊液进行离心、洗涤、真空干燥，得到的二氧化钒/硫化锌粉体可以保持其红外自适应特性，实现可见光/红外兼容的自适应伪装，具有更加优异的伪装防护性能和热稳定性，这使此发明的核壳结构二氧化钒/硫化锌复合粉体在伪装防护领域具有广阔的应用前景。另外，陈凤娟等人发明了一种固相法制备硫化铜-硫化锌异质结三维纳米结构的方法（中国发明专利申请号201510497027.0），该方法是将金属锌盐、醋酸铜和硫代乙酰胺在室温条件下混合研磨反应，实现了硫化铜-硫化锌异质结三维纳米结构的低热固相合成，此发明制备硫化铜-硫化锌异质结三维纳米结构的低热固相化学法具有操作简单、不使用溶剂、高产率、成本低、合成工艺简单等特点；且此发明制备的硫化铜-硫化锌异质结三维纳米结构具有大的比表面积和高的反应活性，将在光电器件、光催化等领域具有潜在的应用前景。

可见，现有技术中用于污水处理的硫化锌光催化剂存在比表面积小，分散性差，光催化活性低，性能不稳定，耐久性差等缺点，并且传统的制备方法过程复杂，成本较高，限制了硫化锌在污水净化领域的发展。

发明内容