[发明专利]一种黑色SnO2

说明书

本发明公开了一种黑色SnO₂的制备方法，包括如下步骤：将SnCl₄·5H₂O溶于盐酸中，得到A溶液；将NaOH溶于水中，得到B溶液；向容器中加入水，水浴加热，将A溶液、B溶液同时缓慢加入容器中，搅拌，用盐酸调节体系pH值为6‑7，送至烘箱中熟化；将S1中的固体取出，干燥，置于马弗炉中，控制升温的速度，加热到400‑800℃，得到白色SnO₂；将NaBH₄、白色SnO₂混合研磨均匀，置于管式炉中，在保护气氛下，在温度350‑400℃退火处理，降温，得到黑色SnO₂。本发明制备的具有高可见光催化活性率的黑色SnO₂，不使用有毒有害原料，生产周期短，对可见光有强烈的吸收，能够有效的催化降解水体中的甲基橙污染物分子。

技术领域

本发明涉及黑色SnO₂纳米材料的制备方法及在光催化领域的应用，尤其涉及一种黑色SnO₂及其制备方法和应用。

背景技术

环境污染是全世界各国普遍关注的问题。在中国，伴随着工业和制造业的快速发展，我们无时无刻不在制造大量的有毒有害污染物，水污染尤其是化工厂排出的染料废水严重地威胁着环境与人体健康。使用半导体光催化剂来降解这些有机污染物，可以将有机废弃物降解为CO₂、H₂O等无机小分子，通过光催化技术去除水体和土壤中有毒有害污染物被认为是解决环保问题的有效手段之一。

SnO₂是典型的n型半导体，已经被证实具有优良的光催化性能，在水处理领域有着广阔的应用前景。由于SnO₂的禁带宽度为3.6eV，需要能量较高的紫外光才能有效地激发光催化反应，这导致其光催化降解效率远低于TiO₂、ZnO等常见的光催化材料。因此，目前文献中有关提升SnO₂的光催化性能的报道，主要是通过掺杂金属和非金属或将SnO₂与其他半导体复合来改善吸光特性，进而获得可见光照射下的光催化降解活性，但是需要指出的是这些操作相对复杂、繁琐且成本高昂，会产生有毒有害的废弃物，限制了其工业化推广与应用。如中国发明专利(公开号：CN 103406159A)报道了一种光化学方法制备的SnO₂/石墨烯复合材料，在光催化降解水中有机污染物方面展现了潜在的应用前景；中国发明专利(公开号：CN 103881122A)报道了一种具有高可见光催化活性的纳米SnO₂/聚氯乙烯复合薄膜，在可见光下展现了优异的光催化降解水体中染料罗丹明B的性能，同时复合薄膜极易从降解液中分离回收，有着高度的稳定性。

因此，开发工艺流程简单、环境友好且具有高效可见光催化活性的SnO₂材料依然是一个严峻的课题。经调研国内外有关二氧化锡光催化剂的相关文献和专利发现，目前还没有关于黑色二氧化锡的简易制备方法及在光催化水处理应用方面的报道。

发明内容

基于背景介绍中存在的技术问题，本发明提出了一种黑色SnO₂及其制备方法和应用，本发明制备的具有高可见光催化活性率的黑色SnO₂，不使用有毒有害原料，生产周期短，是一种简单、快速、大规模制备的黑色二氧化锡光催化材料的新方法，对可见光有强烈的吸收，能够有效的催化降解水体中的甲基橙污染物分子。

本发明提出的一种黑色SnO₂的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备Sn(OH)₄无定形前驱体

将SnCl₄·5H₂O溶于稀盐酸中，得到A溶液；将NaOH溶于水中，得到B溶液；

向容器中加入水，水浴加热至90-98℃，将A溶液、B溶液同时缓慢加入容器中，搅拌，用盐酸调节体系pH值为6-7，送至烘箱中熟化；