能够有效降解染料废水的Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元复合光催化剂的制备方法与流程

本发明属于光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种能够有效降解染料废水的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂的制备方法。

背景技术：

染料废水是成分复杂、难生物降解的有机废水，对染料废水的有效处理处置是研究者们关注的一大热点。在降解染料废水的技术中，纳米半导体光催化氧化技术日趋受到关注。其中硫化铋（bi2s3）由于其在不同领域的广泛应用（诸如水处理，储能和电化学传感等）备受关注。bi2s3已经被证明具有可见光活性，带隙能为1.3ev，然而纯bi2s3光催化剂在实际应用受到光生电子-空穴对快速重组的限制。为了解决这个问题，异质结构构造是提高bi2s3光催化活性的有效方法之一。其中sns2带隙能1.91-2.35ev，无毒害，价格低廉，在酸性和中性水溶液中具有好的稳定性，是一种有前景的可见光响应催化剂。同时，氧化铋（bi2o3）由于其较高的电化学稳定性也被认为是有前途的光催化剂。更为重要的是，这三种材料（bi2s3、sns2和bi2o3）具有良好的带电势匹配性能，可以形成三元异质结，然而目前尚没有关于该方面的相关报道。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供了一种工艺简单且成本低廉的能够有效降解染料废水的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，能够有效降解染料废水的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：将bi(no3)3·5h2o溶于乙醇和丙三醇的混合溶液中得到溶液a，再将硫脲加入到溶液a中并磁力搅拌40min得到溶液b，然后将sncl4·5h2o分散到溶液b中并继续磁力搅拌得到溶液c，随后将溶液c转入聚四氟乙烯反应釜于180℃反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤分离，用水和乙醇各洗涤三次，然后干燥，最后于280℃煅烧即得bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂。

进一步优选，所述的bi(no3)3·5h2o、硫脲和sncl4·5h2o的投料摩尔比为1:3:0.03-0.25。

进一步优选，所述的bi(no3)3·5h2o、硫脲和sncl4·5h2o的投料摩尔比为1:3:0.15。

本发明通过简单的方法制备bi2s3/sns2/bi2o3三元异质结光催化材料以实现优异的光催化活性，该三元复合光催化剂具有吸收光谱范围宽、性能稳定、无毒和高效低廉等优异性能，能够用于难生物降解有机污染物的降解，具有较强的市场应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例1制得的bi2s3光催化剂和实施例2制得的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂的降解性能曲线；

图2是本发明实施例1制得的bi2s3光催化剂和实施例2制得的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂的xrd图谱。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

将1mm的bi(no3)3·5h2o溶于30ml乙醇和丙三醇的混合溶液中，再将3mm的硫脲加入到以上溶液中并磁力搅拌40min，随后将混合液转入聚四氟乙烯反应釜于180℃反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤分离，用水和乙醇各洗涤三次，然后干燥，最后于280℃煅烧即得bi2s3光催化剂（简称bis-0）。经过90min350wxe灯光照射，bi2s3光催化剂在模拟太阳光条件下对rhb的降解率为30%。

实施例2

将1mm的bi(no3)3·5h2o溶于30ml乙醇和丙三醇的混合溶液中，再将3mm的硫脲加入到以上溶液中并磁力搅拌40min，然后将一定量（0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm或0.25mm）的sncl4·5h2o分散在以上溶液中继续磁力搅拌，随后将混合液转入聚四氟乙烯反应釜于180℃反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤分离，用水和乙醇各洗涤三次，然后干燥，最后于280℃煅烧即得bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂（分别简称为bis-1、bis-2、bis-3、bis-4、bis-5和bis-6）。经过90min350wxe灯光照射，效果最佳的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂在模拟太阳光条件下对rhb的降解率比纯bi2s3光催化剂高69.6%，其中最佳降解效率的bi2s3/sns2/bi2o3三元复合光催化剂中sncl4·5h2o的添加量为0.15mm。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种能够有效降解染料废水的Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元复合光催化剂的制备方法，将Bi(NO3)3·5H2O溶于乙醇和丙三醇的混合溶液中得到溶液A，再将硫脲加入到溶液A中并磁力搅拌40min得到溶液B，然后将SnCl4·5H2O分散到溶液B中并继续磁力搅拌得到溶液C，随后将溶液C转入聚四氟乙烯反应釜于180℃反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤分离，用水和乙醇各洗涤三次，然后干燥，最后于280℃煅烧即得Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元复合光催化剂。本发明通过简单的方法制备Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元异质结光催化材料以实现优异的光催化活性，该三元复合光催化剂具有吸收光谱范围宽、性能稳定、无毒和高效低廉等优异性能，能够用于难生物降解有机污染物的降解，具有较强的市场应用价值。

技术研发人员：孙剑辉;禹崇菲;董淑英;谭露;铁璐娜;王珂;杨鹏艳;赵瑾
受保护的技术使用者：河南师范大学
技术研发日：2017.06.06
技术公布日：2017.10.03