[发明专利]一种硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂的制备方法，包括硫化锌镉和溴氧化铋光催化剂的制备；硫化锌镉/溴氧化铋复合光催化剂的制备。本发明的有益效果是：该制备方法简单、成本较低、操作简便，且制备条件容易获得和控制，所制备的硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂为绿色无污染高性能催化剂，且光催化活性高，降解时间短效果好，具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化无机纳米材料技术领域，涉及一种硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂的制备方法。

背景技术

降解有毒有害的有机物一直是光催化领域的研究热点。自然界中天然存在的清洁可再生的太阳能与人们的工业生产和基础生活息息相关。金属硫化物是一种重要的半导体纳米材料，在光催化、光电等领域具有广泛的应用，其可以通过光热和光电转换方式利用太阳能，同时还具有成本低、稳定性好及利用效率高等优势。光吸收速率高、放射光谱窄及电荷分离速率快等优势使金属硫化物纳米材料在光催化领域中的应用潜力巨大。然而，其存在光生电荷-空穴快速复合和容易发生光腐蚀等缺点，降低了光催化效率，限制其在光催化领域的应用。而硫化锌镉是一类重要的无机半导体材料，具有合适的带隙、高吸光系数和良好的导电性能，在光催化等领域均具有潜在的应用前景。

溴氧化铋是一种具有层状结构的半导体材料(带隙为2.8eV)，晶体结构为PbFCl型，属于四方晶系，具有较好的可见光吸收性能，其价带具有较高的电荷流动性和氧化活性。溴氧化铋特殊的层状结构和间接跃迁的模式可以促进光生载流子的迁移，提高了溴氧化铋的光催化活性，所以它在光催化领域具有良好的发展前景。然而，溴氧化铋光吸收范围窄、光生电荷-空穴容易复合等缺点，严重降低了溴氧化铋的光催化效率。将溴氧化铋与能带结构不同的半导体材料行复合，以形成异质结结构，可以改变其光生电子空穴对的转移机制，从而使其光催化材料的活性提高。

本专利主要采用三步法制备硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂，这种催化剂可应用于光催化降解有机物技术中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种制备硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)硫化锌镉的制备：在蒸馏水中加入硝酸锌和硝酸镉，搅拌0.5h，滴加氢氧化钠溶液，搅拌0.5h，然后将硫脲加入至上述溶液中，搅拌1h，将混合溶液转至水热反应釜中，180℃反应12h，冷却，离心，洗涤，烘干；

(2)溴氧化铋的制备：蒸馏水中加入硝酸铋和溴化钠，搅拌0.5h，混合溶液转至水热反应釜中，160℃反应24h，冷却，离心，洗涤，烘干；

(3)硫化锌镉/溴氧化铋复合光催化剂的制备：分别将溴氧化铋及硫化锌镉加入蒸馏水中，各超声0.5h。然后将硫化锌镉加入溴氧化铋中，超声2h，加入丙酮，搅拌24h，烘干即得产品。

进一步地，步骤(1)中硝酸锌与硝酸镉与氢氧化钠与硫脲的摩尔比为1：1：12：4。

进一步地，步骤(2)中硝酸铋和溴化钠的摩尔比为1：1。

进一步地，步骤(3)中硫化锌镉和溴氧化铋的质量比为1.4～1.8：1。

本发明的有益效果是：该制备方法简单、成本较低、操作简便，且制备条件容易获得和控制，所制备的硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂为绿色无污染高性能催化剂，且光催化活性高，降解时间短效果好，具有潜在的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1-3制备得到的硫化锌镉/溴氧化铋复合可见光催化剂的X射线衍射图；