[发明专利]CuS/ZnS/g-C3N4三元复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及光催化剂的技术领域，尤其涉及一种CuS/ZnS/g‑C₃N₄三元复合光催化剂的制备方法。这种CuS/ZnS/g‑C₃N₄三元复合光催化剂的制备方法通过一步煅烧法直接得到CuS/ZnS/g‑C₃N₄三元异质结构，具体步骤如下，第一步，将一定量二水合氯化铜、氯化锌和三聚硫氰酸混合形成前驱体混合物；第二步，将混合物研磨均匀后置于管式炉中煅烧，所得产物用蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，即得到CuS/ZnS/g‑C₃N₄三元复合光催化剂。应步骤简单，在光催化反应中，具有较高的光生电子及空穴分离效率，三元复合光催化剂原料易得、成本低、反应条件温和且对环境无污染，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂，尤其涉及一种CuS/ZnS/g-C₃N₄三元复合光催化剂的制备方法。

背景技术

基于纳米半导体的光催化技术作为一种新兴和绿色的技术，在解决能源和环境问题方面具有巨大潜力。CuS作为一种重要的过渡金属硫化物半导体，根据不同的形貌及尺寸，其禁带宽度从1.2eV至2.2eV，属窄带隙间接半导体材料，在可见光条件下具有良好的光电特性，然而在光催化反应中，CuS表面激发生成的电子和空穴极易复合，造成光量子效率不高，且易出现光腐蚀现象。ZnS为Ⅱ-Ⅵ族直接带隙半导体材料，因其独特的理化性质，纳米ZnS在荧光、光致发光以及光催化降解有机污染物等领域被广泛关注，但由于其属于宽禁带半导体，禁带宽度为3.5~3.7eV，限制了其在可见光条件下的应用。

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种完全非金属半导体，具有化学性质稳定、禁带宽度较窄、兼容性强等优点，使得它在光催化剂领域具有很大的发展潜力。单纯g-C₃N₄在光催化反应时由于其表面生成的光生电子及空穴易复合，造成光催化活性不高。

将不同半导体耦合形成多元复合光催化剂，不仅能够克服单一半导体的不足，同时不同半导体间能够形成耦合协同增效，大大提升光催化剂的活性。现有技术中，多元复合光催化剂往往要通过多步反应获得，且反应条件苛刻，操作难度大。因此，开发出制备工艺简单、易于实施的高效多元复合光催化材料具有重要意义。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中多元复合光催化剂制备工艺复杂、反应条件苛刻、操作难度大等缺陷，提供一种CuS/ZnS/g-C₃N₄三元复合光催化剂的制备方法。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种CuS/ZnS/g-C₃N₄三元复合光催化剂的制备方法通过一步煅烧法直接得到CuS/ZnS/g-C₃N₄三元异质结构，其特征在于：具体步骤如下，

第一步，将一定量二水合氯化铜、氯化锌和三聚硫氰酸混合形成前驱体混合物；

第二步，将混合物研磨均匀后置于管式炉中煅烧，所得产物用蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，即得到CuS/ZnS/g-C₃N₄三元复合光催化剂。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述CuCl₂·2H₂O、ZnCl₂和三聚硫氰酸的质量比为1~5：1~8：5~20。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述煅烧时间为2~6h，所述煅烧温度为350~600℃。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述煅烧在氮气气氛下进行。