一种二硫化锡/金复合催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及光催化剂技术领域，本发明专利技术提供了一种二硫化锡/金复合催化剂，包括纳米二硫化锡和修饰于所述纳米二硫化锡表面的纳米金。本发明专利技术选用在可见光区具有强烈的局域表面等离子体共振特性的纳米金对纳米二硫化锡表面进行修饰，对可见光能够产生强烈的散射和吸收作用，提高了二硫化锡/金复合催化剂对可见光利用效率，从而提升了以二硫化锡为主要催化成分复合催化剂的催化能力。实施例结果表明，利用本发明专利技术提供的催化剂对有机物进行降解时，15min内，可将甲基橙溶液中的甲基橙的浓度降解至原浓度的10％以下，对有机物的降解能力达到90％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种二硫化锡/金复合催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及光催化
，尤其涉及一种二硫化锡/金复合催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
光催化技术在降解污染物方面有着广泛的应用，其原理是基于催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的，所以催化剂自身性质对降解有机物起着决定性影响。以二硫化锡为主要催化成分的复合催化剂，各组分通过界面间电荷转移提高了光生电子和空穴的分离效率，因此，以二硫化锡为主要催化成分的复合材料在降解污染物方面有着广泛的应用。现有技术中常见的以二硫化锡为主要催化成分的复合催化剂主要有：Ag等金属阳离子掺杂的二硫化锡催化剂；二硫化锡与硫化银、氮化碳等其他半导体化合物复合催化剂。但是上述催化剂因对可见光的利用率低，其在短时间内(15min)对有机物的降解能力不高(一般不足80％)。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种二硫化锡/金复合催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的催化剂在对有机物进行降解时，15min内，可将甲基橙溶液中的甲基橙的浓度降解至原浓度的10％以下，对有机物的降解能力达到90％以上。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种二硫化锡/金复合催化剂，包括纳米二硫化锡和修饰于所述纳米二硫化锡表面的纳米金。优选地，所述纳米二硫化锡和纳米金的质量比为10:1～5:1。优选地，所述纳米二硫化锡具有片状截角十二面体结构；所述纳米二硫化锡的粒径为100～200nm，所述纳米金的粒径为10～40nm。本专利技术还提供了上述方案所述的二硫化锡/金复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：将纳米二硫化锡、纳米金胶体和水混合后干燥，得到二硫化锡/金复合催化剂。优选地，所述纳米二硫化锡的制备方法，包括以下步骤：将锡盐、硫代乙酰胺、水和所述锡盐的阴离子对应的酸混合，进行水热反应，得到纳米二硫化锡。优选地，所述锡盐包括四氯化锡、甲烷磺酸锡和乙烷磺酸锡中的至少一种。优选地，所述水热反应的温度为120～200℃，水热反应的时间为10～30h。优选地，所述纳米金胶体的制备方法，包括以下步骤：将氯金酸、水和还原剂混合，进行还原反应，得到纳米金胶体。优选地，所述还原剂包括硼氢化钠、抗坏血酸和柠檬酸钠中的至少一种。本专利技术还提供了上述方案所述的二硫化锡/金复合催化剂或按照上述技术方案所述的制备方法制备的二硫化锡/金复合催化剂在降解有机物中的应用。本专利技术提供了一种二硫化锡/金复合催化剂，包括纳米二硫化锡和修饰于所述纳米二硫化锡表面的纳米金。本专利技术选用在可见光区具有强烈的局域表面等离子体共振特性的纳米金对纳米二硫化锡表面进行修饰，对可见光能够产生强烈的散射和吸收作用，提高了二硫化锡/金复合催化剂对可见光利用效率，从而提升了以二硫化锡为主要催化成分的复合催化剂的催化能力。实施例结果表明，利用本专利技术提供的催化剂对有机物进行降解时，15min内，可将甲基橙溶液中的甲基橙的浓度降解至原浓度的10％以下，对有机物的降解能力达到90％以上。附图说明图1为实施例2制备的纳米二硫化锡的扫描电子显微镜照片；图2为实施例2制备的二硫化锡/金复合催化剂的透射电子显微镜照片；图3为实施例2制备的纳米二硫化锡的X射线衍射谱图；图4为实施例2制备的纳米二硫化锡和二硫化锡/金复合催化剂的吸收光谱；图5为实施例2制备的纳米二硫化锡和实施例1～3制备的二硫化锡/金复合催化剂降解甲基橙的降解曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种二硫化锡/金复合催化剂，包括纳米二硫化锡和修饰于所述纳米二硫化锡表面的纳米金。在本专利技术中，所述纳米二硫化锡和纳米金的质量比优选为10:1～5:1。本专利技术将纳米二硫化锡和纳米金的质量比限定在上述范围，催化剂具有较高的催化能力。在本专利技术中，所述纳米二硫化锡优选具有片状截角十二面体结构。在本专利技术中，所述纳米二硫化锡的粒径优选为80～300nm，更优选为100～200nm。所述纳米金的粒径优选为10～40nm。本专利技术选用上述结构的纳米二硫化锡，并且将纳米二硫化锡、纳米金和二硫化锡/金复合催化剂的粒径限定在上述范围，催化剂具有较高的催化能力。本专利技术提供的二硫化锡/金复合催化剂，选用在可见光区具有强烈的局域表面等离子体共振特性的纳米金对纳米二硫化锡表面进行修饰，对可见光能够产生强烈的散射和吸收作用，提高了二硫化锡/金复合催化剂对可见光利用效率，从而提升了以二硫化锡为主要催化成分复合催化剂的催化能力。本专利技术还提供了上述方案所述的二硫化锡/金复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：将纳米二硫化锡、纳米金胶体和水混合后干燥，得到二硫化锡/金复合催化剂。在本专利技术中，若无特殊说明，所采用的水均优选为去离子水。在本专利技术中，所述纳米二硫化锡的制备方法优选包括以下步骤：将锡盐、硫代乙酰胺、水和所述锡盐的阴离子对应的酸混合，进行水热反应，得到纳米二硫化锡。在本专利技术中，所述锡盐优选包括四氯化锡、甲烷磺酸锡和乙烷磺酸锡中的至少一种，更优选为四氯化锡。本专利技术选用四氯化锡作为锡盐，其在水中性质相对稳定，制备得到的二硫化锡/金复合催化剂的性能较好。在本专利技术中，所述酸优选为盐酸、甲烷磺酸和乙烷磺酸，更优选为盐酸。本专利技术在制备纳米二硫化锡加入和所述锡盐的阴离子对应的酸可以避免加入的锡盐水解，提高最终制备的二硫化锡/金复合催化剂的催化能力。本专利技术优选四氯化锡和盐酸配合使用，制备出的纳米二硫化锡具有片状截角十二面体结构，可以提高二硫化锡/金复合催化剂的催化能力。在本专利技术中，所述锡盐和硫代乙酰胺的质量比优选为(1～3)：1，更优选为2：1。在本专利技术中，所述锡盐、硫代乙酰胺、水和所述锡盐的阴离子对应的酸混合后形成的溶液中锡盐和硫代乙酰胺的总浓度优选为45～75g/L。本专利技术选用上述用量的锡盐和硫代乙酰胺，最终制备的二硫化锡/金复合催化剂的催化能力较高。在本专利技术中，所述锡盐、硫代乙酰胺、水和所述锡盐的阴离子对应的酸混合后形成的溶液中酸的浓度优选为1～3mol/L，更优选为2mol/L。在本专利技术中，所述酸的浓度过低会导致生长出的纳米微粒形貌不规则，无法暴露出用于催化行为的晶面，浓度过高对水热反应釜腐蚀过于严重。本专利技术对所述水的用量没有特殊的限定，能够满足混合溶液中锡盐和硫代乙酰胺的总浓度和酸溶液的浓度即可。在本专利技术中，所述水热反应的温度为120～200℃，更优选为140～160℃。在本专利技术中，所述水热反应的时间优选为10～14h，更优选为12h。本专利技术选用上述温度和时间进行水热反应，有利于水热反应的充分进行。水热反应完成后，本专利技术优选将所述水热反应的产物依次进行过滤、洗涤和干燥，得到纳米二硫化锡。本专利技术对所述洗涤的操作没有特殊规定，将所述二硫化锡固体沉淀上的杂质洗净即可。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为60℃～100℃，更优选为8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二硫化锡/金复合催化剂，包括纳米二硫化锡和修饰于所述纳米二硫化锡表面的纳米金。/n

【技术特征摘要】
1.一种二硫化锡/金复合催化剂，包括纳米二硫化锡和修饰于所述纳米二硫化锡表面的纳米金。


2.根据权利要求1所述的二硫化锡/金复合催化剂，其特征在于，所述纳米二硫化锡和纳米金的质量比为10:1～5:1。


3.根据权利要求1或2所述的二硫化锡/金复合催化剂，其特征在于，所述纳米二硫化锡具有片状截角十二面体结构；所述纳米二硫化锡的粒径为100～200nm，所述纳米金的粒径为10～40nm。


4.权利要求1～3任意一项所述的二硫化锡/金复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将纳米二硫化锡、纳米金胶体和水混合后干燥，得到二硫化锡/金复合催化剂。


5.根据权利要求4所述的二硫化锡/金复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述纳米二硫化锡的制备方法包括以下步骤：
将锡盐、硫代乙酰胺、水和所述锡盐的阴离子对应的酸混合，进行水热反应，得到纳米二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳生，付荣鹏，邵长路，王月飞，马剑钢，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22