一种花状CDs-ZnIn制造技术

本发明专利技术公开了一种花状CDs‑ZnIn

【技术实现步骤摘要】
一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂及其制备方法与应用
本专利技术属于催化剂制备领域，涉及光催化和高级氧化技术结合，尤其涉及一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备及其活化过硫酸盐的应用。
技术介绍
光催化技术作为一种节能绿色的技术而引起广泛关注。光催化技术的核心是半导体光催化剂，半导体光催化剂在紫外/可见/太阳光照射下产生电子和空穴，进一步产生具有强氧化还原能力的氧化活性物种，能有效降解水体中的污染物，使其转化为小分子物质，达到净化水体的效果。硫铟锌(ZnIn2S4)是一种三元硫族化合物，其禁带宽度在2.4-2.6(eV)，表现出强烈的可见光吸收，这使得ZnIn2S4被看作是一种良好的可见光驱动光催化剂。然而，纯相ZnIn2S4光生电子空穴对的寿命短复合率高，限制了其在光催化领域的应用。因此，如何实现光生电荷的高效分离和迁移以提高ZnIn2S4的光催化活性是当前研究的重点。碳量子点(CDs)是一种新型碳纳米材料，因其低生物毒性，独特的光致电子转移能力而备受关注。有不少研究发现CDs作为助催化剂能有效促进光催化剂中光生电荷的分离效率。因此，考虑将ZnIn2S4纳米片与CDs复合，以提高复合材料的可见光响应和光激发电子空穴对的分离效率。虽然目前已有CDs-ZnIn2S4复合材料可见光降解污染物的报道，但ZnIn2S4与CDs复合对于材料的光催化性能提升效果有限，且对有机污染物的氧化降解速率较慢。因此，如何制备一种催化性能优异、稳定性高的CDs-ZnIn2S4复合催化剂材料是本领域亟待解决的技术难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：(1)称取一定量的碳量子点(CDs)、二水合乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、四水合氯化铟(InCl3·4H2O)和硫代乙酰胺(TAA)在室温下加入到含有乙醇和水的混合溶液中超声使其混合均匀，并转移到高压反应釜内加热，随后冷却至室温离心收集沉淀物；(2)将所述沉淀物用去离子水和乙醇交替洗涤几次后真空干燥，即得到所述花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂。优选的，所述步骤(1)中，Zn(CH3COO)2·2H2O、InCl3·4H2O和TAA的摩尔比为1∶2∶4，CDs的投加量为理论获得的ZnIn2S4质量的(0.3～3％)，超声时间为0.5～1小时。进一步优选的，所述步骤(1)中，加热反应温度为180℃，反应时间为22～24小时。优选的，所述步骤(2)中，真空干燥温度为50～60℃，干燥时间为12～18h。本专利技术还请求保护由上述方法制备的花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂，所述花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂是由二水合乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、四水合氯化铟(InCl3·4H2O)、硫代乙酰胺(TAA)和碳量子点(CDs)经水热法合成。此外，本专利技术还请求保护上述花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂在光催化领域中的应用。具体地，所述花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂在可见光条件下活化过硫酸盐光催化降解四环素中的应用。需要说明的是，本专利技术考虑在CDs-ZnIn2S4复合光催化体系引入过硫酸盐(PS)，充分利用CDs优异的电子转移特性，在提高反应体系内活性氧化成份的组成与产率的同时，进一步提高CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的光催化性能。经由上述的技术方案可知，本专利技术公开提供了一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂及其制备方法与应用，与现有技术相比，具有如下优异效果：(1)本专利技术制备工艺简单、生产成本低、容易操作、原料来源充足，且花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂稳定性高，在实际应用方面有很大的潜力；(2)本专利技术公开制备的花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂，在可见光下光吸收能力显著增强，并且提高了光生电子空穴对的分离效率。此外，为了充分利用CDs优异的电子转移特性，在CDs-ZnIn2S4光催化体系中引入PS，光生电子从ZnIn2S4的导带富集到CDs上，可有效活化PS，进一步提高整个反应体系的光催化活性。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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例2中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂与ZnIn2S4的XRD图谱。图2为本专利技术实施例2中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂与ZnIn2S4的FTIR图谱。图3为本专利技术实施例2中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂与ZnIn2S4的高分辨率透射电子显微镜图像；其中，图3(a-b)为ZnIn2S4的SEM，图3(c-d)为CDs-ZnIn2S4的TEM和HRTEM。图4为本专利技术实施例1-4中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂与ZnIn2S4的固体紫外图谱。图5为本专利技术实施例2中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂与ZnIn2S4的荧光图谱。图6为本专利技术实施例2中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂与ZnIn2S4的光电流图谱。图7为本专利技术实施例2中花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂、ZnIn2S4、PS的光催化降解四环素性能图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例及说明书附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种制备工艺简单、生产成本低、容易操作且原料来源充足的花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法。为更好地理解本专利技术，下面通过以下实施例对本专利技术作进一步具体的阐述，但不可理解为对本专利技术的限定，对于本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本专利技术的保护范围内。下面，将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行进一步的说明。实施例1在室温下将0.0002gCDs、0.0439gZn(CH3COO)2·2H2O、0.1173gInCl3·4H2O和0.0601gTAA加入到15mL乙醇和15mL去离子水的混合溶液中超声1h混合均匀，然后将混合溶液转移到50mL的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中180℃保存24h；冷却至室温离心收集沉淀物；最后将沉淀物在60℃真空干燥12h，即得到花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种花状CDs-ZnIn

【技术特征摘要】
1.一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
(1)称取一定量的碳量子点(CDs)、二水合乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、四水合氯化铟(InCl3·4H2O)和硫代乙酰胺(TAA)在室温下加入到含有乙醇和水的混合溶液中超声使其混合均匀，并转移到高压反应釜内加热，随后冷却至室温离心收集沉淀物；
(2)将所述沉淀物用去离子水和乙醇交替洗涤几次后真空干燥，即得到所述花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，Zn(CH3COO)2·2H2O、InCl3·4H2O和TAA的摩尔比为1∶2∶4，CDs的投加量为理论获得的ZnIn2S4质量的(0.3～3％)，且超声时间为0.5～1小时。


3.根据权利要求2所述的一种花状CDs-ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：延旭，毛艳丽，康海彦，施伟龙，宋忠贤，刘彪，闫晓乐，潘龙，胡泊，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：河南;41