[发明专利]硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂的制备方法和应用

说明书

本发明涉及硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂，硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结由介观五氧化二铌的(001)衍射晶面、硫化镉锌的(002)衍射晶面构成。制备方法：在硫化镉锌的水热生长过程中投加介观五氧化二铌，经过二次水热得到硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂。硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂在可见光下催化氧化降解还原抗生素中的应用。硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂在可见光下催化氧化降解还原抗生素产氢中的应用。有益效果为：硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂光催化性能优越，且由于S型异质结的形成，使其具有更强的光吸收能力和更高的载流子分离效率。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂的制备方法和应用。

背景技术

工业化和城市化进程中急剧产生的生活污水已经超过了天然水体的自净能力；过度排放的综合污水也对水环境和各种水生动植物的生存造成破坏，从而影响到人类的健康与发展。我国传统能源富集地区生态环境大都比较脆弱，能源开发利用会对生态环境造成较大压力，影响我国生态安全和社会稳定。因此，有效缓解环境污染问题并开发清洁、廉价、可再生的能源是我国实现可持续发展和提高人民生活质量所面临的重大科技难题，引起了科技工作者的广泛关注。

氢能作为一种二次能源，主要优点在于能量密度高、燃烧产物只有水，被认为是取代传统化石能源的最佳候选之一，分解水制氢反应与废水中污染物降解反应拥有同一液相载体，如果在获取氢能的同时并降解废水中的有机污染物，将达到一举两得的效果。因此，开发以氢能为代表的清洁能源并同时降解水体中污染物，是解决化石燃料短缺和环境污染问题的有效策略。

近年来，光催化技术作为一种清洁、高效和环境友好的技术，在污染治理、环境修复和清洁能源开发等领域展现出较好的应用前景。通过静电纺丝法制备的五氧化二铌纳米纤维还可以组装成独特的三维网络，在光催化制氢领域应用中更有利于光催化剂的重复使用，具有比表面积大、离子迁移路径短、以及独特的一维电子转移轨道等优点，能极大地提高光催化分解水制氢效率，但在含抗生素废水处理方面，尚无五氧化二铌纤维的公开报道。

综上所述，我们提出一种硫化镉锌纳米片/介观五氧化二铌纳米纤维的制备方法，可在抗生素废水处理的同时产生清洁的氢气。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂的制备方法和应用，以解决上述现有技术中光催化降解抗生素成本较高及单一五氧化二铌催化剂效率低下的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂，硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结由介观五氧化二铌的(001)衍射晶面、硫化镉锌的(002)衍射晶面构成。

本发明的有益效果是：硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂光催化性能优越，由于S型异质结的形成，使其具有更强的光吸收能力和更高的载流子分离效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂中硫化镉锌均匀地附着在介观五氧化二铌表面，形成接触紧密的异质结结构。

基于上述技术方案，本发明还提供一种硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂的制备方法，在硫化镉锌的水热生长过程中投加介观五氧化二铌，经过二次水热得到硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂。

采用上述进一步的有益效果为：通过简单水热法制备出一种应用于抗生素降解且产生氢能的硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂，它合成工艺简单、成本低。

进一步，硫化镉锌/介观五氧化二铌S型异质结纤维光催化剂中介观五氧化二铌的质量分数为10％～40％。