[发明专利]一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂及其制备方法，该催化剂组成为ZnSNO3/In2S3。具体为：(1)采用水热法，制备ZnSnO3纳米花；(2)将(1)中得到的纳米花研磨均匀；(3)将(2)中得到的纳米花分散在乙二醇溶液中，放入超声槽中，使纳米花均匀分散在乙二醇中；(4)往乙二醇中加入三氯化铟和硫代乙酰胺，使其完全溶解，制得三氯化铟/硫代乙酰胺混合溶液；(5)将(3)和(4)中的液体混合，搅拌均匀；(6)将(5)中的液体放入超声槽中，超声反应，所得产物离心、清洗、干燥，即得到锡酸锌/硫化铟带刺纳米花。这种新型的带刺纳米花压电/光催化剂在超声作用下，可以明显增强光催化降解性能。

技术领域

本发明涉及光催化剂的制备技术领域，尤其涉及一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂及其制备方法。

背景技术

能源危机和环境问题是人类当前面临的两大难题。利用可持续、可再生的清洁能源，来代替和制造不可再生能源，对缓解能源和环境问题是非常重要的。光催化技术可以利用太阳能，来降解环境中的污染物、分解水制造氢气和氧气等，太阳能是一种清洁、环保、可再生的能源，它无处不在，取之不尽用之不竭，所以光催化是一种非常有应用前景的技术。

由于太阳光中，可见光的含量有将近一半，所以利用可见光来完成催化过程，可以提高太阳光的利用率。由于光催化材料较高的电子-空穴复合率，往往会限制光催化的性能，为了解决这问题，本发明提出采用压电材料来增强光催化性能。

硫化铟是一种窄带隙半导体，他的激发波长正好处于可见光范围内。锡酸锌是一种压电材料，它具有制备简单、环保、价格便宜等优点。将锡酸锌和硫化铟复合在一起，可以利用锡酸锌的压电效应产生的压电电势，来提高硫化铟的光生电子-空穴对的分离，从而提高光催化性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花结构的压电/光催化剂及其制备方法。

本发明所述的带刺纳米花压电/光催化剂的组成成分为ZnSnO₃/In₂S₃，包括ZnSnO₃纳米花，以及包覆在其表面的In₂S₃纳米针。

一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

(1)按照摩尔比1：1称取乙酸锌和锡酸钠，分别溶于水中；

(2)将(1)中配好的锡酸钠溶液逐滴加入乙酸锌溶液中，并不停搅拌；

(3)把(2)中得到的混合液转移到反应釜中，置于干燥箱中进行水热反应，制得ZnSnO₃纳米花；

(4)将(2)得到的ZnSnO₃纳米花清洗干净，干燥后用研钵充分研磨；

(5)将研磨后的ZnSnO₃纳米花分散在乙二醇中，放入超声槽中进行超声，使其均匀分散在乙二醇中；

(6)往乙二醇中加入三氯化铟和硫代乙酰胺，搅拌使其完全溶解，制得三氯化铟/硫代乙酰胺混合溶液；

(7)将(5)和(6)的液体混合，充分搅拌，放入超声槽中进行超声5min-1h，所得产物离心、清洗、干燥，即得到ZnSnO₃/In₂S₃带刺纳米花。

作为优选，步骤(1)中乙酸锌和锡酸钠溶液的浓度为0.1-80mmol/L；

作为优选，步骤(3)中水热反应的温度为150-300℃，反应时间为10min-24h。

作为优选，步骤(5)中ZnSnO₃纳米花的加入量为每一升乙二醇中0.001-1mol。