[发明专利]具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法，包括以下步骤，S1：将无机铟盐、无机锌盐和络合剂溶解于乙二醇中，超声分散30~40 min，再搅拌混合10~15 min，得到混合液；S2：在步骤S1的混合液中加入硫源，搅拌2~2.5 h，得到透明的反应液；S3：将反应液加入到反应釜中，在温度为90℃~150℃的条件下反应4~12h，自然冷却至室温，得到反应物；S4：依次使用去离子水和乙醇对步骤S3中的反应物进行洗涤，得到清洗后的反应物；S5：将清洗后的反应物在温度为40~80℃下干燥6~12 h，收集干燥后的反应物，研磨，得到片状硫化铟锌光催化剂。本发明在不加模板剂的条件下，通过原位方法一步制备片状硫化铟锌光催化剂，来提高硫化铟锌光催化剂的还原活性。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法。

背景技术

Znln₂S₄属于Ⅱ-Ⅲ2-Ⅵ4族，是一种典型的三元硫系化合物，具有毒性低、可见光响应性能优异的光电性能、环境友好性和显著的化学稳定性等优点，在环境催化领域受到广泛关注。Znln₂S₄虽然具有良好的应用前景，但是仍存在着光生电子-空穴复合率高、载流子迁移能力差等缺点，限制了其光催化效率，使其实际应用亦受到限制。迄今为止，研究者们从形貌和结构调控、表面改性、与其他半导体材料复合等方法来提高Znln₂S₄在可见光下的催化性能。

片状的硫化铟锌能在一定程度上提高硫化铟锌的光催化性能。因为片状的硫化铟锌的光生载流子转移距离短，降低了电子-空穴对的复合率，从而提高电子迁移率，且由于硫化铟锌的2D结构，会提供更多的活性位点来加速反应过程。在目前的研究中，制备片状硫化铟锌的方法有模板辅助法、超声剥离法，热回流法等，但是这些方法存在着成本较高、耗时长或工艺复杂等缺点。如何通过简单的方法原位合成片状硫化铟锌光催化剂，是目前制备具有高效催化活性的硫化铟锌所面临的一个挑战。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法，在不加模板剂的情况下，通过原位方法一步制备片状硫化铟锌，制备方法简单，制备出来的片状硫化铟锌具有高效还原活性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：将无机铟盐、无机锌盐和络合剂溶解于乙二醇中，超声分散30 ~40 min，再搅拌混合10 ~15 min，得到混合液；所述无机铟盐与无机锌盐的摩尔比为1:1~8:1；所述络合剂与所述无机铟盐的质量比为0.2:1~5:1；

所述混合液中无机铟盐浓度为4 ~10 g/L，络合剂浓度为2 ~ 20 g/L；

S2：在步骤S1的混合液中加入硫源，搅拌2 ~2.5 h，得到透明的反应液；所述反应液中硫源的浓度为2 ~10 g/L；

S3：将反应液加入到反应釜中，在温度为90℃~150℃的条件下反应4~12h，自然冷却至室温，得到反应物；

S4：依次使用去离子水和乙醇对步骤S3中的反应物进行洗涤，得到清洗后的反应物；

S5：将清洗后的反应物在温度为40~80℃下干燥6 ~12 h，收集干燥后的反应物，研磨，得到具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂。

进一步的，步骤S1中所述的无机铟盐为三氯化铟或硝酸铟；

无机锌盐为氯化锌、硝酸锌或硫酸锌中的任一种；

络合剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠、二巯基丙烷磺酸钠或巯基乙酸中的任一种。

进一步的，步骤S1中所述的无机铟盐为三氯化铟；无机锌盐为氯化锌；络合剂为酒石酸钠。