本发明专利技术公开了一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒及制备方法，所述的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的组成为BaTiO3/In2S3，结构为核壳结构，BaTiO3纳米颗粒为核，In2S3为壳，本发明专利技术是一种新型的压电/光催化复合纳米颗粒，与纯的硫化铟相比，具有更高的催化性能，本发明专利技术制备过程简单、效率高、性能好、重复性好。
【技术实现步骤摘要】
一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒及制备方法
本专利技术属于光催化领域，涉及一种新型高压电/光催化效率的复合材料，具体为一种具有高效催化降解有机染料性能的BaTiO3/In2S3复合纳米颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
随着工业的发展，资源不断被消耗，人们面临着前所未有的能源危机和环境问题。光催化是一种非常有应用前景的技术，它可以利用取之不尽用之不竭的能源—太阳能，来实现污染物的降解、水分解等过程，是一种清洁、环保的技术。相比于氧化锌、二氧化钛等紫外激发的光催化剂，硫化铟是一种可见光激发的光催化剂，具有更广的应用范围和更高的光利用率。钛酸钡是一种传统的压电材料，它具有制备简单、环保、价格便宜等优点。将钛酸钡和硫化铟复合在一起，可以利用钛酸钡的压电效应产生的压电电势，来提高硫化铟的光生电子-空穴对的分离，从而提高光催化性能。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒，所述的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的组成为BaTiO3/In2S3，结构为核壳结构，BaTiO3纳米颗粒为核，In2S3为壳。一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的制备方法，该方法具体包括以下步骤：(1)将去离子水和氨水混合，得到溶液1，其中去离子水和氨水的体积比为5:1-1:5；(2)将钛酸丁酯和乙醇混合，得到溶液2，钛酸丁酯的加入量为0.1g/ml-5g/ml乙醇；(3)将溶液1逐滴滴入溶液2中，并不停搅拌，得到Ti的凝胶；(4)将氢氧化钡加入90℃的去离子水中，不停搅拌，直至全部溶解，得到溶液3，其中氢氧化钡的加入量为0.1g/ml-0.6g/ml水；(5)把(4)和(3)中得到的产物相混合，并搅拌一小时，其中钛酸丁酯和氢氧化钡的摩尔比为20:1-1:10；(6)把(5)中的液体放入反应釜中，置于干燥箱中进行反应，反应的温度为150-300℃，时间为2-100h；(7)对产物进行离心、清洗、干燥，得到BaTiO3纳米颗粒；(8)把(7)中得到的BaTiO3纳米颗粒置于马弗炉中进行高温退火，退火的温度为500-1200℃，时间为0.1-50h；(9)取一定量的乙二醇，分成两份，为乙二醇1和乙二醇2，乙二醇1和乙二醇2的体积比为1:10-10:1，将退火后的钛酸钡纳米颗粒分散在乙二醇1中，放入超声槽中，使纳米颗粒均匀分散在乙二醇1中；其中钛酸钡的加入量为0.001-1mol/L总乙二醇；(10)往乙二醇2中加入三氯化铟和硫代乙酰胺，搅拌使其完全溶解，制得三氯化铟/硫代乙酰胺混合溶液4，三氯化铟的加入量为0.01-1mol/L总乙二醇，硫代乙酰胺的加入量为0.02-2mol/L总乙二醇；(11)将(9)和(10)的液体混合，充分搅拌，放入超声槽中，超声反应2-120min，所得产物离心、清洗、干燥，即得到钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒。作为优选，步骤(9)中钛酸钡的优选加入量为0.005-0.1mol/L总乙二醇；作为优选，步骤(10)中三氯化铟的优选加入量为0.02-0.5mol/L总乙二醇；作为优选，步骤(10)中硫代乙酰胺的加入量为0.04-1mol/L总乙二醇；作为优选，步骤(10)所述的超声反应时为5-60min。本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的效果在于：这是一种新型的复合纳米颗粒压电/光催化剂，与纯的硫化铟相比，具有更高的催化性能。(2)制备过程简单、效率高、性能好、重复性好。本专利技术中获得的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒具有高压电/光催化降解性能的原理如下：钛酸钡是一种铁电材料，具有自发极化，在超声作用下可以产生压电电势，而硫化铟是一种光催化剂，在光照的情况下会产生光生电子-空穴对，钛酸钡产生的压电电势可以促进硫化铟的光生电子-空穴对的分离，延长其复合时间，从而具有较高的光催化性能。附图说明图1为专利技术中钛酸钡纳米颗粒的XRD和SEM图；图2为专利技术中钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的TEM图。具体实施方法实施例1一种钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)将2.5ml去离子水和2ml氨水混合，得到溶液1；(2)将4.4g钛酸丁酯和3ml乙醇混合，得到溶液2；(3)将(1)逐滴滴入(2)中，并不停搅拌，得到Ti的凝胶；(4)将6g氢氧化钡加入30ml的90℃的去离子水中，不停搅拌，直至全部溶解，得到溶液3；(5)把(4)和(3)中得到的产物相混合，并搅拌均匀；(6)把(5)中的液体放入反应釜中，置于220℃干燥箱中反应20小时；(7)对产物进行离心、清洗、干燥，得到BaTiO3纳米颗粒；(8)把(7)中得到的BaTiO3纳米颗粒置于马弗炉中500℃退火8小时；(9)将退火后的1g钛酸钡纳米颗粒分散在10ml乙二醇中，放入超声槽中超声10分钟，使纳米颗粒均匀分散在乙二醇中；(10)往30ml乙二醇中加入0.276g三氯化铟和0.188g硫代乙酰胺，搅拌使其完全溶解，制得三氯化铟/硫代乙酰胺混合溶液；(11)将(9)和(10)的液体混合，充分搅拌，放入超声槽中，超声5分钟，所得产物离心、清洗、干燥，即得到钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒。(12)本实施例中得到的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒，由于钛酸钡量较大，而三氯化铟和硫代乙酰胺的含量较少，并且超声反应的时间较短，合成的硫化铟的量较少，很难从钛酸钡纳米颗粒的表面观察到明显的硫化铟。实施例2一种钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：将2.5ml去离子水和2ml氨水混合，得到溶液1；(2)将4.4g钛酸丁酯和3ml乙醇混合，得到溶液2；(3)将(1)逐滴滴入(2)中，并不停搅拌，得到Ti的凝胶；(4)将6g氢氧化钡加入30ml的90℃的去离子水中，不停搅拌，直至全部溶解，得到溶液3；(5)把(4)和(3)中得到的产物相混合，并搅拌均匀；(6)把(5)中的液体放入反应釜中，置于220℃干燥箱中反应20小时；(7)对产物进行离心、清洗、干燥，得到BaTiO3纳米颗粒；(8)把(7)中得到的BaTiO3纳米颗粒置于马弗炉中750℃退火2小时；(9)将退火后的0.12g钛酸钡纳米颗粒分散在10ml乙二醇中，放入超声槽中超声10分钟，使纳米颗粒均匀分散在乙二醇中；(10)往40ml乙二醇中加入1.106g三氯化铟和0.752g硫代乙酰胺，搅拌使其完全溶解，制得三氯化铟/硫代乙酰胺混合溶液；(11)将(9)和(10)的液体混合，充分搅拌，放入超声槽中，超声2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒，其特征在于：所述的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的组成为BaTiO3/In2S3，结构为核壳结构，BaTiO3纳米颗粒为核，In2S3为壳。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒，其特征在于：所述的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的组成为BaTiO3/In2S3，结构为核壳结构，BaTiO3纳米颗粒为核，In2S3为壳。
2.根据权利要求1所述的一种具有高压电/光催化活性的钛酸钡/硫化铟复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)将去离子水和氨水混合，得到溶液1，其中去离子水和氨水的体积比为5:1-1:5；
(2)将钛酸丁酯和乙醇混合，得到溶液2，钛酸丁酯的加入量为0.1g/ml-5g/ml乙醇；
(3)将溶液1逐滴滴入溶液2中，并不停搅拌，得到Ti的凝胶；
(4)将氢氧化钡加入90℃的去离子水中，不停搅拌，直至全部溶解，得到溶液3，其中氢氧化钡的加入量为0.1g/ml-0.6g/ml水；
(5)把(4)和(3)中得到的产物相混合，并充分搅拌，其中钛酸丁酯和氢氧化钡的摩尔比为20:1-1:10；
(6)把(5)中的液体放入反应釜中，置于干燥箱中进行反应，反应的温度为150-300℃，时间为2-100h；
(7)对产物进行离心、清洗、干燥，得到BaTiO3纳米颗粒；
(8)把(7)中得到的BaTiO3纳米颗粒置于马弗炉中进行高温退火，退火的温度为500-1200℃，时间为0.1-50h；
(9)取一定量的乙二醇，分成两份，为乙二醇1和乙二醇2，乙二醇1和乙二醇2的体积比为1:10-...
【专利技术属性】
技术研发人员：金成超，胡小诗，贺君敬，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。