[发明专利]一种氧化铟-硫化铟空心多孔六棱柱复合光催化剂的制备方法

说明书

一种氧化铟‑硫化铟空心多孔六棱柱复合光催化剂的制备方法，本发明涉及复合材料和光催化技术领域。解决现有方法制备的In₂O₃基异质结构光催化活性低的问题。制备方法：一、制备六棱柱前驱体；二、硫化；三、除碳，得到In₂O₃‑In₂S₃空心多孔六棱柱复合光催化剂。本发明用于氧化铟‑硫化铟空心多孔六棱柱复合光催化剂的制备。

技术领域

本发明属于复合材料和光催化技术领域。

背景技术

近些年来，环境污染和能源紧缺使人们对环境污染的治理修复和清洁能源的需求给予严重关注。在众多的污染物处理方法和能源利用策略中，半导体光催化作为高效节能绿色环保技术，成本较低，并可以吸收太阳光能并转化为热能和化学能等，在降解有机污染物、有机合成反应、光催化分解水产氢、产氧方面有着广阔的发展前景。因此，与传统的污水处理技术相比具有较大的优势，从而受到国内外学者的广泛关注。

In₂O₃是n型半导体，具有体心立方结构，具有稳定的光电性能。In₂O₃的带隙在3.5eV～3.7eV之间，较宽的带隙也导致其在可见光范围内没有吸收，同时单纯的In₂O₃也存在着光生电荷复合较快的问题，这也不利于光催化活性的提高。进而也限制了In₂O₃在光催化领域的应用范围。为了解决In₂O₃在光催化应用中存在的问题，目前主要采取的研究办法是离子掺杂、等离子体贵金属修饰、与窄带系半导体其复合构筑异质结构，通过这些方法的使用，可以显著提高In₂O₃的可见光吸收和利用，同时提高光生电荷的分离和传输速率，使得光催化活性得到显著提升。In₂S₃作为窄带系半导体(1.9-2.3eV)具有较高的可建光催化活性，被广泛应用于光催化反应中。研究表明In₂S₃和In₂O₃构筑成异质结构表现出比单一的In₂S₃或In₂O₃更高的光催化活性。In₂S₃/In₂O₃异质结构的构筑通常是先制备出In₂O₃，利用铟源与In₂O₃反应制得In₂S₃/In₂O₃。例如：加入硫源通过水(溶)剂热反应制得，或者将In₂O₃放入管式炉中，在加热条件下通入硫化氢气体制备In₂S₃/In₂O₃复合体。对于在同一反应中同时获得In₂S₃和In₂O₃并构筑成In₂S₃/In₂O₃异质结构的研究还鲜有报道。对于半导体光催化剂来说，其形貌结构对光催化活性有着显著的影响。众多的文献报道证明空心多孔材料具有比相同形貌的实心材料更多的催化活性位点，更有利于光线的穿透和利用，同时也有利于反应物的传输。因此，如何通过简便的合成方法构建In₂S₃/In₂O₃空心多孔异质结构，以解决In₂O₃光催化活性低的问题是现有本领域技术的研究重点。

发明内容