一种ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂及其制备方法和应用技术

技术编号：43592017 阅读：4 留言：0更新日期：2024-12-11 14:43

本发明专利技术公开了一种ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;/ZnSn(OH)<subgt;6</subgt;光催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：1)采用共沉淀法合成实心ZnSn(OH)<subgt;6</subgt;晶体；2)采用自牺牲模板法侵蚀实心ZnSn(OH)<subgt;6</subgt;晶体的内部结构，形成空心ZnSn(OH)<subgt;6</subgt;微纳米材料；3)将ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;在空心ZnSn(OH)<subgt;6</subgt;材料上进行原位生长，制备得到ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;/ZnSn(OH)<subgt;6</subgt;光催化剂。本发明专利技术极大的增强了光催化剂的光催化性能，提高了光利用效率，扩大了应用范围。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及一种znin2s4/znsn(oh)6光催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着国家对新污染物治理的重视，抗生素类新污染物逐渐进入人们视野，其中四环素广泛应用于革兰阳性和阴性细菌、细胞内支原体、衣原体和立克次氏体引起的感染，是畜牧业和水产养殖业中常用的抗生素之一，排放到环境中的含四环素废水给人类健康带来了风险，清洁高效的光催化技术是降解废水中四环素的一种有效方法。

2、新的半导体光催化材料znsn(oh)6的晶面结构为面心立方中心钙钛矿晶体结构。由于其特殊的晶体结构，其表面富含羟基，独特的分子结构有利于在光催化反应过程中与光生载流子反应形成羟基自由基·oh，可在光催化氧化反应中成为活性基团，但是羟基锡酸锌的较大带隙(eg≈3.7ev)决定了它只能使用紫外光，这降低了其光利用效率，缩小了应用范围。znin2s4作为一种可见光催化剂，带隙能量低，稳定且制备简单，但是电子空穴分离效率差且容易重组的问题限制了znin2s4的单独使用。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种znin2s4/znsn(oh)6光催化剂及其制备方法和应用，极大的增强了光催化性能，提高了光利用效率，扩大了应用范围。

2、本专利技术提供的一种，一种znin2s4/znsn(oh)6光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、1)采用共沉淀法合成实心znsn(oh)6晶体；

4、2)采用自牺牲模板法侵蚀所述实

5、3)将znin2s4在所述空心znsn(oh)6材料上进行原位生长，制备得到znin2s4/znsn(oh)6光催化剂。

6、进一步的，所述步骤1)中，首先取一烧杯，在不断搅拌下将sncl4加入乙醇中并搅拌一段时间形成溶剂一；再取另一烧杯，加入(ch3coo)2zn·2h2o和十二烷基磺酸钠，然后加入去离子水，并搅拌一段时间形成溶液二；在室温下将所述溶液一与溶液二混合得到混合溶液；将naoh溶液逐滴加入到所述混合溶液中，在室温下搅拌一段时间，通过离心获得白色产物，用去离子水和乙醇洗涤所述白色产物，再将所述白色产物干燥得到所述实心znsn(oh)6晶体。

7、进一步的，所述步骤2)中，首先将所述实心znsn(oh)6晶体加入到naoh溶液中，再在室温下搅拌一段时间，然后利用高速离心得到产物，用去离子水和乙醇洗涤所述产物，再将所述产物干燥得到所述znsn(oh)6空心微纳米材料。

8、进一步的，所述步骤3)中，首先将所述空心znsn(oh)6微纳米材料加入到三口烧瓶中，向所述三口烧瓶中加入去离子水，快速搅拌一段时间备用；然后将zncl2和incl3·4h2o溶于去离子水中，并搅拌一段时间形成溶液a备用；将硫代乙酰胺溶于去离子水中形成溶液b备用；

9、然后将所述溶液b加入至所述三口烧瓶中并搅拌一段时间，再将溶液a加入至所述三口烧瓶中并搅拌一段时间，最后在不断搅拌下60-80℃恒温水浴2-2.5h，通过离心得到黄色产物，并用去离子水和乙醇洗涤所述黄色产物，再将所述黄色产物干燥得到所述znin2s4/znsn(oh)6光催化剂。

10、另，本专利技术还提供了一种采用上述的znin2s4/znsn(oh)6光催化剂的制备方法制备得到的znin2s4/znsn(oh)6光催化剂。

11、另，本专利技术还提供了一种采用上述的znin2s4/znsn(oh)6光催化剂在光催化降解四环素的应用。

12、相对于现有技术而言，本专利技术的有益效果是：

13、本专利技术针对现有技术中znsn(oh)6的比表面积小、光利用率低、可见光无响应、尤其是光生电子空穴易重组的缺点进行了改进。通过使用naoh溶液对实心znsn(oh)6晶体进行内部刻蚀，形成了空心znsn(oh)6微纳米材料，增加了比表面积，同时也提供了znin2s4的负载点位。将能带间隙较窄的znin2s4负载到空心znsn(oh)6微纳米材料上，形成znin2s4/znsn(oh)6光催化异质结，扩大了吸收光的波段范围，使其在可见光波段内也能进行电子空穴分离。另外，由于特殊的能带结构，禁带宽度较宽的空心znsn(oh)6微纳米材料(0.49ev～4.20ev)与禁带宽度较小的znin2s4(-0.98ev～1.4ev)形成了异质结，光生空穴和电子分别转移到znsn(oh)6的价带和znin2s4的导带，减少了光生载流子的重组效应，极大的增强了光催化剂的光催化性能，提高了光利用效率，扩大了应用范围。

14、应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本专利技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

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【技术保护点】

1.一种ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，首先取一烧杯，在不断搅拌下将SnCl4加入乙醇中并搅拌一段时间形成溶剂一；再取另一烧杯，加入(CH3COO)2Zn·2H2O和十二烷基磺酸钠，然后加入去离子水，并搅拌一段时间形成溶液二；在室温下将所述溶液一与溶液二混合得到混合溶液；将NaOH溶液逐滴加入到所述混合溶液中，在室温下搅拌一段时间，通过离心获得白色产物，用去离子水和乙醇洗涤所述白色产物，再将所述白色产物干燥得到所述实心ZnSn(OH)6晶体。

3.根据权利要求1所述的ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，首先将所述实心ZnSn(OH)6晶体加入到NaOH溶液中，再在室温下搅拌一段时间，然后利用高速离心得到产物，用去离子水和乙醇洗涤所述产物，再将所述产物干燥得到所述ZnSn(OH)6空心微纳米材料。

4.根据权利要求1所述的ZnIn2S4/ZnSn(

5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂的制备方法制备得到的ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂。

6.一种采用权利要求5所述的ZnIn2S4/ZnSn(OH)6光催化剂在光催化降解四环素的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种znin2s4/znsn(oh)6光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的znin2s4/znsn(oh)6光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，首先取一烧杯，在不断搅拌下将sncl4加入乙醇中并搅拌一段时间形成溶剂一；再取另一烧杯，加入(ch3coo)2zn·2h2o和十二烷基磺酸钠，然后加入去离子水，并搅拌一段时间形成溶液二；在室温下将所述溶液一与溶液二混合得到混合溶液；将naoh溶液逐滴加入到所述混合溶液中，在室温下搅拌一段时间，通过离心获得白色产物，用去离子水和乙醇洗涤所述白色产物，再将所述白色产物干燥得到所述实心znsn(oh)6晶体。

3.根据权利要求1所述的znin2s4/znsn(oh)6光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，首先将所述实心znsn(oh)6晶体加入到na...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱天哲，杨军朝，李然，许世超，张晶，郑萍，熊伟，高冠青，徐兴丹，刘娟，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：

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