本發(fā)明涉及環(huán)保材料，特別是涉及一種銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、大氣污染是我國(guó)目前面臨的巨大問(wèn)題之一。大氣污染主要分為室內(nèi)污染和室外污染，室內(nèi)污染氣體主要是甲醛、甲苯等，室外氣體污染物主要包括可吸入顆粒物、氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們生活水平的提高會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾、固體廢棄物等。固體廢棄物等焚燒產(chǎn)生的氮氧化物是其中一種很典型的氣體環(huán)境污染物，會(huì)引起一系列例如霧霾，酸雨等環(huán)境問(wèn)題。目前處理廢氣的方法主要有活性炭吸附法、催化燃燒法、生物過(guò)濾法、堿中和法等，但是這些方法價(jià)格比較昂貴，并且只能處理高濃度的廢氣。半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種在環(huán)境修復(fù)、能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域非常有前景的技術(shù)，并且對(duì)于低濃度(ppb，十億分之一級(jí)別)水平廢氣的處理有顯著效果。

2、目前，石墨碳氮化物、共價(jià)有機(jī)框架、硫化銦鋅、硫化鎘、二氧化鈦、氧化鋅等由于其合適的能帶結(jié)構(gòu)，已被證明是有前途的光催化材料。其中，硫化銦鋅由于其合適的帶隙、合適的能帶位置、高穩(wěn)定性和良好的光電化學(xué)性能而成為一種潛在的候選物，其已被廣泛用于光催化反應(yīng)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定性好、容易制備且光催化性能更好的硫化銦鋅材料。

3、用于解決問(wèn)題的方案

4、本發(fā)明提供了一種銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅是在硫缺陷硫化銦鋅表面負(fù)載銠。

5、優(yōu)選地，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅具有納米花狀結(jié)構(gòu)。

6、優(yōu)選地，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅的制備原料包括硫缺陷硫化銦鋅和含銠金屬鹽；

7、更優(yōu)選地，所述含銠金屬鹽為氯化銠、硝酸銠、硫酸銠中的一種或多種；

8、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述含銠金屬鹽為氯化銠。

9、優(yōu)選地，所述硫缺陷硫化銦鋅與含銠金屬鹽的質(zhì)量比為100:0.1～100:2；

10、更優(yōu)選地，所述硫缺陷硫化銦鋅與含銠金屬鹽的質(zhì)量比為100:0.3～100:1；

11、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述硫缺陷硫化銦鋅與含銠金屬鹽的質(zhì)量比100:0.5。

12、本發(fā)明還提供了一種所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅的制備方法，所述方法包括如下步驟：

13、(1)制備硫化銦鋅納米花；

14、(2)使用步驟(1)制得的硫化銦鋅納米花制備硫缺陷硫化銦鋅；

15、(3)使用步驟(2)制得的硫缺陷硫化銦鋅制備銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅。

16、優(yōu)選地，步驟(1)所述的硫化銦鋅納米花以醋酸鋅、氯化銦和硫代乙酰胺為前驅(qū)體；

17、優(yōu)選地，所述醋酸鋅、氯化銦和硫代乙酰胺的摩爾比為1:1～3:3～5，更優(yōu)選地，所述醋酸鋅、氯化銦和硫代乙酰胺的摩爾比為1:2:4；

18、優(yōu)選地，步驟(1)所述硫化銦鋅納米花通過(guò)水熱法制得；

19、優(yōu)選地，所述水熱法的溶劑為去離子水；

20、優(yōu)選地，所述水熱法的反應(yīng)溫度為100～200℃，更優(yōu)選地，所述水熱法的反應(yīng)溫度為180℃；

21、優(yōu)選地，所述水熱法的反應(yīng)時(shí)間為12～24小時(shí)，更優(yōu)選地，所述水熱法的反應(yīng)時(shí)間為18小時(shí)。

22、優(yōu)選地，步驟(2)所述的硫缺陷硫化銦鋅通過(guò)氫氣還原法制得；

23、優(yōu)選地，步驟(2)所述的硫缺陷硫化銦鋅通過(guò)氫氣還原法在步驟(1)制得的硫化銦鋅納米花中引入硫缺陷制得；

24、更優(yōu)選地，步驟(2)是將步驟(1)制得的硫化銦鋅納米花在氫氬混合氣下煅燒，制得所述硫缺陷硫化銦鋅；

25、優(yōu)選地，所述氫氬混合氣為5％氫氬混合氣；

26、優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為100～300℃，更優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為200℃；

27、優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為0.5～3小時(shí)，更優(yōu)選地，所述煅燒的時(shí)間為1小時(shí)。

28、優(yōu)選地，步驟(3)所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅通過(guò)浸漬法制得；

29、優(yōu)選地，步驟(3)所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅通過(guò)浸漬法在步驟(2)制得的硫缺陷硫化銦鋅上負(fù)載銠制得；

30、更優(yōu)選地，步驟(3)是將步驟(2)制得的硫缺陷硫化銦鋅和含銠金屬鹽在溶劑中加熱后蒸干溶劑，制得所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅；

31、優(yōu)選地，所述硫缺陷硫化銦鋅與所述含銠金屬鹽的質(zhì)量比為100:0.3～100:2，更優(yōu)選地，所述硫缺陷硫化銦鋅與所述含銠金屬鹽的質(zhì)量比為100:0.5；

32、優(yōu)選地，所述加熱的溫度為60～80℃，更優(yōu)選地，所述加熱的溫度為80℃；

33、優(yōu)選地，所述溶劑為乙醇和/或甲醇；

34、更優(yōu)選地，所述溶劑為乙醇。

35、本發(fā)明還提供了一種光催化劑，所述光催化劑包括所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅。

36、本發(fā)明還提供了一種所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，或所述的光催化劑在環(huán)境凈化領(lǐng)域中的應(yīng)用，優(yōu)選地，所述環(huán)境凈化包括氮氧化物凈化。

37、發(fā)明的效果

38、本發(fā)明的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅是一種性能優(yōu)良的光催化劑，光催化脫硝效率高，穩(wěn)定性好，有利于光催化劑的回收和重復(fù)利用。同時(shí)，本發(fā)明的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，其特征在于，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅是在硫缺陷硫化銦鋅表面負(fù)載銠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，其特征在于，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅具有納米花狀結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，其特征在于，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅的制備原料包括硫缺陷硫化銦鋅和含銠金屬鹽；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，其特征在于，所述硫缺陷硫化銦鋅與含銠金屬鹽的質(zhì)量比為100:0.1～100:2；

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的硫化銦鋅納米花以醋酸鋅、氯化銦和硫代乙酰胺為前驅(qū)體；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的硫缺陷硫化銦鋅通過(guò)氫氣還原法制得；

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅通過(guò)浸漬法制得；

9.一種光催化劑，其特征在于，所述光催化劑包括根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，或根據(jù)權(quán)利要求9所述的光催化劑在環(huán)境凈化領(lǐng)域中的應(yīng)用，優(yōu)選地，所述環(huán)境凈化包括氮氧化物凈化。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅，所述銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅是在硫缺陷硫化銦鋅表面負(fù)載銠，具有納米花狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅是一種性能優(yōu)良的光催化劑，光催化脫硝效率高，穩(wěn)定性好，有利于光催化劑的回收和重復(fù)利用。同時(shí)，本發(fā)明的銠負(fù)載的硫缺陷硫化銦鋅制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：胡俊蝶,沈強(qiáng),沈衛(wèi)星,秦奕鷹,迮冬強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：科林環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2