[发明专利]一种硫/铁酸镧纳米复合材料的制备方法

说明书

一种硫/铁酸镧纳米复合材料的制备方法。本发明属于光催化剂制备领域。本发明是为了解决现有铁酸镧的光催化性能不高的技术问题。本发明的制备方法：步骤1：乙酰丙酮铁、硝酸镧、柠檬酸加入到无水乙醇溶液中，磁力搅拌至混合均匀，调节pH值为6，得到前驱体溶液；步骤2：于反应釜中水热反应，冷却后离心处理，干燥后进行焙烧，得到LaFeO₃纳米颗粒；步骤3：将LaFeO₃纳米颗粒与硫脲混合并研磨均匀，压片后焙烧，自然降温后再次研磨，得到硫/铁酸镧纳米复合材料。本发明以非金属硫修饰改性铁酸镧，所得复合材料光催化活性高达95％，光催化性能优异。

技术领域

本发明属于光催化剂制备领域，具体涉及一种硫/铁酸镧纳米复合材料的制备方法。

背景技术

经济的快速发展伴随着能源短缺和环境污染问题的出现，可见光催化技术和超级电容器储能器件被认为是解决目前能源短缺问题和环境污染问题的有效途径，在众多光催化剂中，LaFeO₃由于其化学性质稳定、禁带宽度较小等优点，得到人们的青睐。然而，由于其存在电子空穴复合率高、导电性差等问题，使得其在光催化以及超级电容器领域的应用受到限制。

发明内容

本发明是为了解决现有铁酸镧的光催化性能不高的技术问题，而提供一种硫/铁酸镧纳米复合材料的制备方法。

本发明的一种硫/铁酸镧纳米复合材料的制备方法按以下步骤进行：

步骤1：将乙酰丙酮铁、硝酸镧、柠檬酸加入到无水乙醇溶液中，磁力搅拌至混合均匀，调节pH值为6，得到前驱体溶液；

步骤2：将步骤1得到的前驱体溶液转移到反应釜中，于160～200℃下水热反应9h～11h，冷却后离心处理，干燥后进行焙烧，得到LaFeO₃纳米颗粒；

步骤3：将LaFeO₃纳米颗粒与硫脲混合并研磨均匀，压片后焙烧，自然降温后再次研磨，得到硫/铁酸镧纳米复合材料。

进一步限定，步骤1中所述乙酰丙酮铁与硝酸镧的物质的量的比为1：(0.8～1.2)。

进一步限定，步骤1中所述柠檬酸与硝酸镧的物质的量的比为2：(0.8～1.2)。

进一步限定，步骤1中所述硝酸镧的物质的量与乙醇溶液的体积的比为1mol：(3800～4200)mL。

进一步限定，步骤2中所述180℃下水热反应10h。

进一步限定，步骤2中所述干燥的温度为70～90℃，时间为5h～7h。

进一步限定，步骤2中所述干燥的温度为80℃，时间为6h。

进一步限定，步骤2中所述焙烧的温度为550～650℃，时间为2h～4h。

进一步限定，步骤2中所述焙烧的温度为600℃，时间为3h。

进一步限定，步骤3中所述LaFeO₃纳米颗粒与硫脲的物质的量的比为10：(3～5)。

进一步限定，步骤3中所述焙烧的温度为250～350℃，时间为2h～4h。

进一步限定，步骤3中所述焙烧的温度为300℃，时间为3h。

本发明相比现有技术的优点如下：

1)本发明通过非金属硫对金属氧化物进行修饰改性，一方面S掺杂导致带隙变窄和离子扩散路径缩短，从而提高光利用效率。另一方面S-LaFeO₃在LaFeO₃禁带中引入杂质和缺陷水平而提高其光催化效率。