[发明专利]一种CuInS2

说明书

本发明属于环境材料制备技术领域，具体涉及一种CuInS₂/TiO₂复合光催化剂及其制备方法与应用。本发明将CuInS₂量子点与TiO₂负载形成具有Z型异质结的CuInS₂/TiO₂复合光催化剂，相比单纯的TiO₂纳米棒具有更高的光吸收范围，电子的复合效率大大降低，极大增强了催化剂的降解能力。制备的CuInS₂/TiO₂复合光催化剂可以高效降解2,4‑二氯苯酚废水，不会造成资源浪费与附加污染的形成，且操作简便，是一种绿色环保的高效处理技术。

技术领域

本发明属于环境材料制备技术领域，涉及一种CuInS₂/TiO₂复合光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

酚类及其化合物被广泛应用于医药、杀虫剂、除草剂等方面。由于氯酚类的过度使用，对环境造成了一定的污染。当通过水循环系统进入水体和土壤等时，会产生大量的残留，对人类的生存带来了困扰。2,4-二氯苯酚具有较强的稳定性、易挥发性和强刺激性的特点，对环境具有较大的影响，甚至危及人类生命。有效去除环境中残留的2,4-二氯苯酚成为了科研工作者的研究热点。现有的2,4-二氯苯酚处理方法主要有：天然酶法、活性炭吸附法以及微生物法。相对于以上污染治理技术，光催化氧化法不仅高效绿色、节能环保，同时具有氧化性强、效率高的特点，因此受到了研究者们的广泛关注。

CuInS₂量子点具有独特的光学性能，是直接带隙半导体，带隙能为1.53eV，有易于调控的带隙结构，在可见光区域具有高达10^-5cm^-1的光吸收系数。但是，窄带隙会使得电子空穴更快速的复合，吸附能力低也进一步限制了CuInS₂实际的应用范围。二氧化钛（TiO₂）被认为是光催化剂的原型，TiO₂由于其储量丰富、光催化活性高、生物相容性好而成为使用最为广泛的光催化剂，并已被用于分解各种有机污染物。然而，单一的TiO₂纳米粒子在实际应用过程中有一定的局限性，因为带隙宽（锐钛矿约为3.2eV）和光生电子空穴对复合速率较高，导致其光催化活性差。目前，还未见有CuInS₂量子点与TiO₂相关复合材料的研究报道。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种CuInS₂/TiO₂复合光催化剂及其制备方法与应用，本发明采用水热法将CuInS₂量子点光催化剂与TiO₂纳米棒相复合，形成Z型异质结，制备的CuInS₂/TiO₂复合光催化剂能够有效处理废水中的酚类，尤其对2,4-二氯苯酚具有优异的降解效果。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种CuInS₂/TiO₂复合光催化剂，所述复合光催化剂中CuInS₂量子点均匀生长在TiO₂纳米棒上，CuInS₂量子点和TiO₂纳米棒之间形成Z型异质结，CuInS₂量子点占CuInS₂/TiO₂复合光催化剂总质量的10~40%。所述的复合光催化剂对2,4-二氯苯酚的降解率在120min内达到66.9%~86.6%。

本发明还提供了一种CuInS₂/TiO₂复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）取TiO₂加入NaOH溶液中搅拌至均一溶液，转移至高压反应釜中反应，自然冷却后，稀盐酸搅拌浸泡、洗涤至中性后烘干，高温煅烧后即得到TiO₂纳米棒；