[发明专利]一种异质结复合光催化纳米材料及制备方法和应用

说明书

本发明提供一种异质结复合光催化纳米材料及其制备方法和应用，具体包括：S1、以摩尔比为1：3：12.5的Fe(NOsubgt;3/subgt;)subgt;3/subgt;·9Hsubgt;2/subgt;O、Nasubgt;2/subgt;S·9Hsubgt;2/subgt;O和NaOH为反应原料，控制第一水热反应的温度为180℃，时间为24h，制备得到NaFeSsubgt;2/subgt;；S2、将体积质量比为1‑4ml：0.526g的TiClsubgt;4/subgt;和NaFeSsubgt;2/subgt;加入到由冰与水组成的混合溶液中进行恒温搅拌，得到NaFeSsubgt;2/subgt;/TiClsubgt;4/subgt;的乳浊液；S3、将乳浊液转移到高压反应釜内，控制第二水热反应的温度为120℃，时间为5h，进行第二水热反应，产物经自然冷却后，洗涤、真空干燥处理，得到NaFeSsubgt;2/subgt;/TiOsubgt;2/subgt;。本发明通过TiOsubgt;2/subgt;与NaFeSsubgt;2/subgt;的复合，开发一种制备方法简单、在可见光下对甲醛降解速率更高、稳定性更好、可重复利用的异质结复合光催化纳米材料，在空气净化领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，特别是涉及一种异质结复合光催化纳米材料及制备方法和应用。

背景技术

生态环境包括室内和室外环境。目前，对生态环境的关注已进入第三代污染时期—“室内装修污染”。由室内装饰材料带来的各种污染物中，甲醛(HCHO)已被世界卫生组织(WHO)下属的国际癌症研究机构(IARC)确定为致癌物。一般来说，HCHO具有释放周期长的特点，即使在低浓度(低至0.10mg/m³)下也会对人体造成巨大危害。由于大多数居民每天在室内花费80％以上的时间，因此有必要更加关注解决室内甲醛污染问题。

目前，人们尝试过各种策略来去除室内HCHO，例如通风、吸附、热/臭氧催化氧化、等离子体降解和光催化氧化等方法。其中，光催化氧化是一种低成本、绿色、有效的降解甲醛的方法。而二氧化钛(TiO₂)作为一种被广泛研究的光催化剂，具有无毒、稳定性好和光催化氧化能力高等特点，被认为是一种新兴的气体污染物处理策略，具有实际的室内应用前景。但TiO₂光学带隙较宽(约3.2eV)，仅吸收紫外光，对太阳光的利用率较低，并且TiO₂光催化剂光生电子-空穴对复合几率较高，严重限制了其应用前景。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种异质结复合光催化纳米材料及制备方法和应用。通过TiO₂与NaFeS₂的复合，开发一种制备方法简单、在可见光下对甲醛降解速率更高、稳定性更好、可重复利用的异质结复合光催化纳米材料，以解决现有可见光催化材料制约光催化降解甲醛效率的问题。借助其具有的高效降解甲醛能力，构建出节能光催化空气净化体系。

具体发明内容如下：

第一方面，本发明提供一种异质结复合光催化纳米材料的制备方法，所述方法包括如下制备步骤：

S1、以摩尔比为1：3：12.5的Fe(NO₃)₃·9H₂O、Na₂S·9H₂O和NaOH为反应原料，控制第一水热反应的温度为180℃，时间为24h，制备得到NaFeS₂；

S2、将体积质量比为1-4ml：0.526g的TiCl₄和NaFeS₂加入到由冰与水组成的混合溶液中进行恒温搅拌，得到NaFeS₂/TiCl₄的乳浊液；