[发明专利]一种硫化锌-硫化铟异质结材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种硫化锌‑硫化铟异质结材料及其制备方法和应用，属于无机材料技术领域，该材料按如下方法制备：将硝酸铟和ZIF‑8分别加入乙醇溶液中，然后将含硝酸铟的乙醇溶液加入含ZIF‑8的乙醇溶液中，混匀后通过溶剂热法在100‑180℃下反应1‑6h，经抽滤、洗涤、干燥后获得中间产物，最后将所述中间产物与硫粉混匀后置于管式炉中，以1‑10℃/min的速率升温至400‑600℃后保温1‑6h，即可。该材料为具有丰富界面的纳米异质结，呈纳米棒状，其尺寸仅为数十纳米，能够高效降解有机污染物。其制备工艺简单，易操作，适合扩大化生产。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种硫化锌-硫化铟异质结材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，通过光催化技术降解有机污染物是目前环境领域的一项重要课题，而光催化剂的空穴(h⁺)和光生电子(e^-)复合率较高导致催化剂量子效率低。目前，科研界用于改善光催化剂光生载流子复合率高这一问题，最常用的一种方法是形成异质结结构。然而，在实际应用的过程中发现异质结的两相总是易于脱结，从而导致异质结的稳定性、光催化活性和重复利用性不乐观。因此，构建优异的异质结在提高催化剂催化活性方面发挥着至关重要的作用。目前光催化异质结材料具有很好的应用前景，但制备具有纳米尺寸且具有稳定异质结结构的光催化异质结材料还存在困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种硫化锌-硫化铟异质结材料的制备方法；目的之二在于提供一种硫化锌-硫化铟异质结材料；目的之三在于提供该硫化锌-硫化铟异质结材料在光催化降解有机污染物中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种硫化锌-硫化铟异质结材料的制备方法，所述方法如下：

将硝酸铟和ZIF-8分别加入乙醇溶液中，然后将含硝酸铟的乙醇溶液加入含ZIF-8的乙醇溶液中，混匀后通过溶剂热法在100-180℃下反应1-6h，经抽滤、洗涤、干燥后获得中间产物，最后将所述中间产物与硫粉混匀后置于管式炉中，以1-10℃/min的速率升温至400-600℃后保温1-6h，即可。

优选的，所述硝酸铟与ZIF-8的质量比为5-18:1。

优选的，所述乙醇溶液的体积分数为90％以上。

优选的，所述洗涤具体为以乙醇溶液洗涤。

优选的，所述干燥具体为在50-100℃下真空干燥6h以上。

优选的，所述中间产物与硫粉的质量比小于等于1:3。

2、由所述的方法制备的硫化锌-硫化铟异质结材料。

3、所述的硫化锌-硫化铟异质结材料在光催化降解有机污染物中的应用。

优选的，所述有机污染物为甲基橙、乙基紫、盐酸四环素或双酚A中的至少一种。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种硫化锌-硫化铟异质结材料及其制备方法和应用，通过本发明中的方法制备的硫化锌-硫化铟异质结材料为具有丰富界面的纳米异质结，该材料呈纳米棒状，其尺寸仅为数十纳米，能够高效降解有机污染物。该材料具有一维纳米异质结构，克服了现有技术中在合成异质结材料过程中通过聚合连接不同的材料，或由一种组分包覆另一种组分，而导致载体向光催化剂表面迁移距离长，电荷-载体分离效率低的缺陷，能够保证快速和长距离的电子输运，提高电荷分离效率，从而能够高效降解有机污染物。该材料制备工艺简单，易操作，适合扩大化生产。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明