一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法技术

本发明专利技术属于光催化材料的制备方法技术领域，公开了一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法。本发明专利技术首先通过熔融盐法合成出不同晶面暴露的Bi4TaO8Cl纳米片，之后通过溶剂热法将有机硫源和相关镉源进行反应产生CdS，并生长于的Bi4TaO8Cl纳米片之上。CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂具有良好的可见光吸收以及不含贵金属的特点，提高了催化剂的应用范围。提高了催化剂的应用范围。提高了催化剂的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于光催化材料的制备方法
，涉及一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法及其光催化降解盐酸四环素应用。

技术介绍

[0002]抗生素是治疗细菌感染最重要的抗菌药物。得益于普通抗生素在对抗细菌感染方面的高效率和低成本，抗生素最近被广泛用于养殖业作为饲料添加剂，以保证动物的健康生长。然而，抗生素在生产和使用过程中的泄漏也造成了严重的污染问题，现在人们广泛讨论减少抗生素对环境的不良影响。基于半导体材料的光催化技术是一种理想的降解环境污染和制备清洁能源的技术。通过光催化技术，可以利用利用太阳能激发下产生的电子空穴对实现对有机污染物降的解污，同时也能够实现水的裂解制氢和二氧化碳的还原等反应。通过光催化技术也能实现对抗生素的降解去除。但是受限于普通光催化剂的光吸收限制以及快速的载流子复合，目前光催化剂对抗生素的降解效率较低。通过构建复合材料的方式可以提高载流子分离效率并促进光吸收，进而提高光催化剂的活性。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是研发一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法及其光催化降解盐酸四环素应用。本专利技术采用的界面控制生长的方法，可以在反应过程中逐步释放S2‑
，从而与溶液中的Cd
2+
反应生成CdS。由于Bi4TaO8Cl纳米片的晶面原子暴露特点，CdS优先生长在{1 0 0}面。最终形成一种晶面依赖的CdS/Bi4TaO8Cl异质结光催化剂，促进了载流子的定向迁移，提高了光催化活性。
[0004]本专利技术首先通过熔融盐法合成出不同晶面暴露的Bi4TaO8Cl纳米片，之后通过溶剂热法将有机硫源和相关镉源进行反应产生CdS，并生长于的Bi4TaO8Cl纳米片之上。CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂具有良好的可见光吸收以及不含贵金属的特点，提高了催化剂的应用范围。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0006]一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)制备Bi4TaO8Cl纳米片，备用；
[0008](2)按比例将Bi4TaO8Cl纳米片，硫源和镉源加入到水溶液中，进行搅拌和超声分散处理，之后升温加热处理，得到CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂悬浊液；
[0009](3)将步骤(2)得到的悬浊液分离沉淀，真空干燥，得到CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂。
[0010]步骤(1)中，Bi4TaO8Cl的制备步骤为：Bi2O3、Ta2O5、BiOCl、NaCl和KCl按照摩尔量比1.5:0.5:1.0:10.0:10.0称重并研磨均匀。将研磨得到的混合物加热到760℃并保持3.5小时。随后立即取出自然冷却降温，得到粉体去离子水清洗，分离沉淀，真空干燥的到研磨半小时得到Bi4TaO8Cl纳米片。
[0011]步骤(2)中，硫源为硫脲或者硫代乙酰胺，其浓度为0.01
‑
0.2mol/L；镉源为醋酸镉
或氯化镉或硝酸镉，其浓度为0.01
‑
0.2mol/L；Bi4TaO8Cl纳米片的浓度为0.1
‑
5.0g/L；加热处理的温度为80
‑
95℃，保温时间为3.0小时。
[0012]步骤(3)中，真空干燥的温度为60
‑
90℃。
[0013]本专利技术所得的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂中，CdS的负载量为质量分数1％
‑
70％。
[0014]将本专利技术制得的可见光相应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂用于可见光下降解盐酸四环素的用途。
[0015]本专利技术与现有技术相比有着显著地优点：
[0016]CdS/Bi4TaO8Cl相比于Bi4TaO8Cl具有更优越的光吸收范围，形成异质结能够促进载流子分离。该制备方法简单，产物产率，操作简单，重复性好，适合规模化制备。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例所制备的镍
‑
磷化氮化碳光催化剂与普通氮化碳的X
‑
射线衍射图谱。
[0018]图2为本专利技术实施例所制备的镍
‑
磷化氮化碳光催化剂的扫描电镜图片。
[0019]图3为专利技术本实施例所制备的镍
‑
磷化氮化碳光催化剂与普通氮化碳的紫外
‑
可见漫反射吸收光谱对比图。
[0020]图4为本专利技术实施例所制备出的镍
‑
磷化氮化碳光催化剂的活性图。
具体实施方式
[0021]下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步的阐述。
[0022]实施例1
[0023]本专利技术的可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0024](1)Bi2O3、Ta2O5、BiOCl、NaCl和KCl按照摩尔量比1.5:0.5:1.0:10.0:10.0称重并研磨均匀。将研磨得到的混合物以每分钟5℃的升温速度加热到760℃并保持3.5小时。随后立即取出自然冷却降温，得到粉体去离子水清洗，分离沉淀，60℃真空干燥的到研磨半小时得到Bi4TaO8Cl纳米片。
[0025](2)将200mg Bi4TaO8Cl纳米片、1.0mmol醋酸镉和1.0mmol硫脲加入到60mL去离子水中，通过搅拌和超声操作使得混合溶液分散均匀，之后加热到90℃，保温3.0小时，然后自然降温后用其离子水清洗，最终真空干燥得到CdS/Bi4TaO8Cl催化剂；
[0026]图1为本实施例所制备的CdS/Bi4TaO8Cl的X
‑
射线衍射图谱。图谱中只有Bi4TaO8Cl的峰，这是由于此方法制备的CdS结晶较差所致。
[0027]图2为本实施例所制备的CdS/Bi4TaO8Cl的扫描电镜和透射电镜图片和元素分布照片，由图2可知所得到的CdS主要生长于CdS/Bi4TaO8Cl纳米片的侧边。。
[0028]图3为本实施例所制备的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂与Bi4TaO8Cl的紫外
‑
可见漫反射吸收光谱对比图，从图3可知CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂相比于Bi4TaO8Cl拥有更好的可见光吸收，这种更好的光吸收能力有利于提高光催化活性。
[0029]图4为本实施例所制备出的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的活性图。如图4所示，20mg CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂在可见光照射下80分钟对盐酸四环素的降解率为81.1％，高于Bi4TaO8Cl的38.9％。这种优越的活性充分体现了本材料设计的先进性。
[0030]实施例2
[0031]本专利技术的可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0032](1)Bi2O3、Ta2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光响应的CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)制备Bi4TaO8Cl纳米片，备用；(2)按比例将Bi4TaO8Cl纳米片，硫源和镉源加入到水溶液中，进行搅拌和超声分散处理，之后升温加热处理，得到CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂悬浊液；(3)将步骤(2)得到的悬浊液分离沉淀，真空干燥，得到CdS/Bi4TaO8Cl光催化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，Bi4TaO8Cl的制备步骤为：Bi2O3、Ta2O5、BiOCl、NaCl和KCl按照摩尔量比1.5:0.5:1.0:10.0:10.0称重并研磨均匀，将研磨得到的混合物加热到760℃并保持3.5小时，随后立即取出自然冷却降温，得到粉体去离子水清洗，分离沉淀，真空干燥的到研磨半小时得到Bi4TaO8Cl纳米片。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱相林，苗洪海，陈金洲，许晖，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：