[发明专利]一种高效可见光光催化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供的一种高效可见光光催化材料的化学式为Zn₃In₂S₆/Bi₂O₃，其制备方法为：将分析纯五水合硝酸铋和聚乙烯吡咯烷酮一起溶于硝酸溶液中，搅拌并用氨水调节pH后加热、真空干燥、焙烧，制得淡黄色的棒状Bi₂O₃粉体；将Bi₂O₃粉体分散在去离子水和甘油的混合液中，加入七水合硝酸锌、四水合氯化铟和硫代乙酰胺超声分散得分散液；将分散液放入聚四氟乙烯反应釜中反应，得到浑浊液，将浑浊液抽滤后用去离子水和无水乙醇洗涤真空干燥，制备得Zn₃In₂S₆/Bi₂O₃可见光光催化材料。并提供了可见光光催化材料的应用方法，本发明的可见光光催化材料在水中有机物、水中抗生素的降解和重金属离子的还原净化效果好，且工艺操作简单、易于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于环境化工光催化技术领域，具体涉及一种高效可见光光催化材料及其制备 方法和应用。

背景技术

近些年来，医药业以及工业的发展引起了一系列的抗生素协同重金属离子污染，其中， 甲硝唑因其难生物降解以及使用广泛，易于Cr(Ⅵ)共存形成络合物成为了当前环境污染方面的头号问题之一。在所有的处理技术中，光催化技术因其无害性、高效性受到了广泛 的关注。

在可见光光催化技术的实际应用中，半导体光催化剂对可见光有着较为广泛的吸收范 围，同时其稳定性也能防止在处理过程中产生二次污染。2020年Wang等人(J.Hazard.Mater., 2020,384,121480)的研究结果表明Zn_xIn₂S_3+x可以通过调节Zn/In的比例调节材料的带宽， 同时Zn₃In₂S₆表现出了较强的稳定性。这也为该专利提供了相关的理论依据。尽管Zn₃In₂S₆表现出了各项优点，但在实际应用中仍存在氧化还原性能、稳定性能不足的缺点。虽然Sun 等人(J.Hazard.Mater.,2021,419,126543)报道了Zn₃In₂S₆与AgBr的复合有效的抑制载流子 的复合，但是其氧化还原性能并没有的到较大的提高，特别是对Cr(Ⅵ)的还原。因此，如何在确保光催化剂载流子分离效率的同时，有效地增强其光催化性能，是解决半导体光 催化剂性能及应用的关键问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种高效可见光光催化材料的制备方法及 其应用，具体方案如下：

一种高效可见光光催化材料，其化学式为Zn₃In₂S₆/Bi₂O₃。

一种所述的高效可见光光催化材料的制备方法，采用水热法制备，包括如下步骤：

步骤1，将分析纯五水合硝酸铋和聚乙烯吡咯烷酮一起溶于硝酸溶液中，搅拌并用氨 水调节PH为10，再加入聚四氟乙烯反应釜中并于170℃恒温加热12小时，抽滤机抽滤后用去离子水和无水乙醇洗涤2～3次，再经真空环境中干燥后于550℃下焙烧5h，即制得淡黄色的棒状Bi₂O₃粉体；

步骤2，将步骤1的Bi₂O₃粉体分散在去离子水和甘油的混合液中，加入七水合硝酸锌、 四水合氯化铟和硫代乙酰胺，超声30分钟后，得分散液；

步骤3，将步骤2的分散液放入聚四氟乙烯反应釜中反应，得到浑浊液；