一种LiInO2光催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种LiInO2光催化剂的制备方法，该方法包括步骤：采用微乳液法制备LiInO2光催化剂，以In(NO3)3·4.5H2O和LiNO3为原料，氨水为沉淀剂，分别以环己烷为油相、曲拉通为表面活性剂、正己醇为助表面活性剂，经过热处理之后得到LiInO2光催化剂。本发明专利技术提供的LiInO2光催化剂在可见光下具有良好的光催化性能，能够快速降解亚甲基蓝溶液，其降解效率达到了100％。本发明专利技术提供的制备方法将为新型可见光响应光催化剂的开发奠定基础，对光催化材料大规模工业应用具有重要的借鉴价值，将在环境光催化领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种LiInO2光催化剂的制备方法
本专利技术涉及光催化
，更具体涉及一种LiInO2光催化剂的制备方法。
技术介绍
近年来光催化技术得到了快速发展，已经成为一种理想的环境污染治理的方法。但由于光催化过程的复杂性，仍然有许多理论和实践问题尚未解决，目前以TiO2为典型光催化材料的光催化技术还基本停留在实验室研究的层面，光催化技术的实用化仍然是长期而任重道远的工作，光催化工程技术研究的核心问题是研制、设计、开发高效的可见光响应的新型光催化剂。一直以来，具有可见光活性的铟基光催化剂材料受到了人们的广泛关注和研究。铟基半导体材料具有一系列其他半导体所没有的显著特性，如：很低的电阻率、很高的电子迁移率、很低的霍尔系数。目前，制备LiInO2方法有固相法、溶胶凝胶法，但微乳液法未见报道。Zhang等首次以四水合柠檬酸三锂(C6H5Li3O7·4H2O)和氧化铟(In2O3)为原料制备了LiInO2粉体，其最佳热处理温度范围为650～900℃，得到的高纯度LiInO2颗粒形貌均匀，其颗粒尺寸为亚微米级。姚云以Li2CO3、In2O3等为原料，在1273K下采用固相反应法制备了LiInO2。Hasio等报道了以LiNO3和In(NO3)3为原料，无水柠檬酸作为螯合剂，乙二醇作为稳定剂，经混合后在120℃条件下反应10h，然后在600℃条件下煅烧3h制得平均颗粒粒径约60nm的LiInO2纳米颗粒。Kushida等报道了以醋酸铟和醋酸锂为原料，采用溶胶-凝胶法制备LiInO2。因而，开发具有高量子效率和宽光谱响应的LiInO2光催化材料为构建含In多元金属氧化物新型光催化材料的组成-结构-性能之间的关系提供新思路，对于光催化材料大规模工业应用具有重要的借鉴价值，对促进材料、化学、环境和能源等学科的综合交叉和有机融合，具有重要的科学意义，将在废水处理和空气净化等环境光催化领域具有广阔的应用前景。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题就是提高LiInO2光催化剂的高量子效率和宽光谱响应，而提供一种LiInO2光催化剂的制备方法。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种LiInO2光催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤一：制备In(OH)3沉淀：按照体积份将14～18份油相剂，4.1～8.1份表面活性剂和1.4～5.4份助表面活性剂混合搅拌均匀，然后加入0.5～0.7份的摩尔浓度为0.4～0.6mol/L的In(NO3)3·4.5H2O，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加0.4～0.8份的沉淀剂，生成白色In(OH)3沉淀，继续搅拌1-3h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次，将洗涤后的In(OH)3沉淀备用；步骤二：制备LiInO2光催化剂：将摩尔比1～3:1的LiNO3和步骤一所得的In(OH)3沉淀加入到无水乙醇中，充分搅拌后干燥，最后在600～900℃温度下煅烧2-6h得到LiInO2颗粒，将该LiInO2颗粒置于蒸馏水中，过滤、分离、干燥、研磨，即得到LiInO2光催化剂。优选地，步骤一中所述的油相剂为环己烷。优选地，步骤一中所述的表面活性剂为曲拉通。优选地，步骤一中所述的助表面活性剂为正己醇。优选地，步骤一中所述的In(NO3)3·4.5H2O的摩尔浓度为0.45～0.55mol/L。优选地，步骤一中所述的沉淀剂为浓氨水。优选地，步骤二中所述的LiNO3和In(OH)3的摩尔比为1.5～2.5:1。优选地，步骤二中所述的煅烧温度为700～850℃，煅烧时间为3-5h。优选地，所述LiInO2光催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤一：制备In(OH)3沉淀：按照体积份将16份环己烷，6.1份曲拉通和3.4份正己醇混合搅拌均匀，然后加入0.6份的摩尔浓度为0.5mol/L的In(NO3)3·4.5H2O，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加0.6份的浓氨水，生成白色In(OH)3沉淀，继续搅拌2h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次，将洗涤后的沉淀备用；步骤二：制备LiInO2光催化剂：将摩尔比2:1的LiNO3和步骤一所得的In(OH)3沉淀加入到无水乙醇中，充分搅拌后干燥，最后在800℃温度下煅烧4h得到LiInO2颗粒，将该LiInO2颗粒置于蒸馏水中，过滤、分离、干燥、研磨，即得到LiInO2光催化剂。本专利技术制备方法所用原料均为市售获得。本专利技术制备方法中所用的洗涤、过滤、分离、干燥、研磨等工艺均为常规工艺。(三)有益效果本专利技术方法制备的LiInO2光催化剂在可见光下具有良好的光催化性能，能够快速降解亚的甲基蓝溶液，其降解效率达到了100％。本专利技术提供的制备方法将为新型可见光响应光催化剂的开发奠定基础，对光催化材料大规模工业应用具有重要的借鉴价值，将在环境光催化领域具有广阔的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术制备的LiInO2光催化剂的XRD图；图2是本专利技术制备的LiInO2光催化剂的SEM图；图3是本专利技术制备的LiInO2光催化剂与P25降解亚甲基蓝溶液效率图；图中，本专利技术制备的LiInO2光催化剂的煅烧温度为600℃、700℃、800℃和900℃分别标记为T600、T700、T800和T900。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。实施例1取环己烷160mL、曲拉通61mL和环己醇34mL置于烧杯中搅拌混合均匀，然后加入0.5mol/L的In(NO3)3·4.5H2O水溶液6mL，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加浓氨水6mL，生成白色沉淀，搅拌2h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次，将摩尔比为2:1的LiNO3和上述洗涤后的沉淀加入到50mL的无水乙醇中，充分搅拌干燥后，在800℃煅烧4h，冷却后放入蒸馏水中清洗，过滤分离干燥研磨即得到LiInO2光催化剂。所得LiInO2光催化剂的XRD图见图1，SEM图见图2。实施例2取环己烷150mL、曲拉通51mL和环己醇24mL置于烧杯中搅拌混合均匀，然后加入0.45mol/L的In(NO3)3·4.5H2O水溶液5.5mL，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加浓氨水5mL，生成白色沉淀，搅拌1h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次，将摩尔比为1.5:1的LiNO3和上述沉淀加入到45mL的无水乙醇中，充分搅拌干燥后，在700℃煅烧3h，冷却后放入蒸馏水中清洗，过滤分离干燥研磨即得到LiInO2光催化剂。实施例3取环己烷170mL、曲拉通71mL和环己醇44mL置于烧杯中搅拌混合均匀，然后加入0.55mol/L的In(NO3)3·4.5H2O水溶液6.5mL，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加浓氨水7mL，生成白色沉淀，搅拌3h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LiInO2光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：制备In(NO3)3沉淀：按照体积份将14～18份油相剂，4.1～8.1份表面活性剂和1.4～5.4份助表面活性剂混合搅拌均匀，然后加入0.5～0.7份的摩尔浓度为0.4～0.6mol/L的In(NO3)3·4.5H2O，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加0.4～0.8份的沉淀剂，生成白色In(NO3)3沉淀，继续搅拌1‑3h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次，将洗涤后的In(NO3)3沉淀备用；步骤二：制备LiInO2光催化剂：将摩尔比1～3:1的Li(NO3)3和步骤一所得的In(NO3)3沉淀加入到无水乙醇中，充分搅拌后干燥，最后在600～900℃温度下煅烧2‑6h得到LiInO2颗粒，将该LiInO2颗粒置于蒸馏水中，过滤、分离、干燥、研磨，即得到LiInO2光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种LiInO2光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：制备In(OH)3沉淀：按照体积份将14～18份环己烷，4.1～8.1份曲拉通和1.4～5.4份正己醇混合搅拌均匀，然后加入0.5～0.7份的摩尔浓度为0.45～0.55mol/L的In(NO3)3·4.5H2O，继续搅拌形成澄清透明的反微乳液体系，之后缓慢滴加0.4～0.8份的浓氨水，生成白色In(OH)3沉淀，继续搅拌1-3h后陈化过夜，离心分离并用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次，将洗涤后的In(OH)3沉淀备用；步骤二：制备LiInO2光催化剂：将摩尔比1.5～2.5:1的LiNO3和步骤一所得的In(OH)3沉淀加入到无水乙醇中，充分搅拌后干燥，最后在700～850℃温度下煅烧3-5h得到LiInO2颗粒，将该LiInO2颗粒置于蒸馏水中，过滤、分离、干...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世英，黄锻，王玉堂，张向超，周雨龙，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43