具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010266858.4

申请日:

2010.08.30

公开号:

CN101947461A

公开日:

2011.01.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B01J 27/057申请公布日:20110119|||公开

IPC分类号:

B01J27/057; B01J37/34; B01D53/86; C02F1/30; C02F1/58; C02F1/62

主分类号:

B01J27/057

申请人:

天津工业大学

发明人:

宋立民; 陈超

地址:

300160 天津市河东区成林道63号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种具有可见光响应的硒化物光催化剂及其制备方法,属于无机纳米光催化材料领域。该催化剂由硫掺杂纳米金属硒化物半导体组成,所述金属硒化物半导体为硒化锌、硒化镉和三硒化二铋。本发明制备的光催化剂在较宽的波长范围内具有光催化活性,能够在紫外光、可见光或自然光辐射下光分解净化处理有毒有害化学物质。

权利要求书

1: 一种可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂, 成分包括硫掺杂硒化物, 其特征在于该 光催化剂的成份是硫掺杂的硒化锌、 硒化镉和硒化铋中的一种 ; 硫离子与其它金属离子的 摩尔比为 .001 ~ 1 ; 硒化物直径在 5 个纳米到 10 微米之间。
2: 一种硫掺杂硒化物光催化剂的制备方法, 其特征在于包括如下步骤 : 将一定量的可溶性金属盐、 硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中, 超声 10min 后, 将上述溶液转入 100mL 反应釜中, 在 140 ~ 220℃晶化 3 ~ 48 小时, 反应完毕后反应釜自然 冷却至室温, 所得沉淀用去离子水洗涤至中性, 所得产物在 80℃下真空干燥 3 小时, 得最终 产物。
3: 一种制备权利要求 2 所述光催化剂的方法, 其特征在于所述的金属盐为可溶性锌 盐、 镉盐和铋盐。
4: 一种制备权利要求 2 所述光催化剂的方法, 其特征在于所述的含硒化合物指的是硒 代硫酸钠、 二氧化硒和硒粉。
5: 权利要求 1 所述的催化剂或由权利要求 2 所述方法制备得到的催化剂用于空气、 废 水、 地表水及饮用水中的有机污染物和重金属离子的光催化处理。

说明书


具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂及其制备方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种光催化剂, 特别是涉及一种具有可见光响应的光催化剂。 本发明还涉及上述催化剂的制备方法。 本发明还涉及上述催化剂的用途。背景技术 近年来, 利用半导体光催化剂治理环境污染的研究得到了极大的发展。以半导 体氧化物为催化剂的光催化氧化过程具有反应条件温和、 无二次污染、 可以直接利用太阳 光进行氧化反应等优越性能而成为一种理想的环境污染治理技术, 并显示出巨大的应用潜 力。但是大多数氧化物半导体的带隙比较宽, 很难响应可见光的诱导, 因此, 许多人将目光 投向窄带隙的硒化物半导体。
     金属硒化物是一类非常重要的半导体材料, 广泛用于各种发光装置、 激光与红外 探测器件、 红外窗口与非线性光学材料、 光催化和光敏感传感器材料等。在发光材料、 太阳 能电池、 光催化等多方面有良好的商业应用前景。
     发明内容 本发明的意义在于提供一种具有可见光响应的光催化剂, 这种硒化物光催化剂, 既能有效的被可见光激发, 又能保持良好的稳定性和较高的催化活性, 同时制备工艺简单、 成本低廉。
     本发明提供的光催化剂是由硫掺杂的半导体硒化物颗粒组成, 其特征在于该催化 剂是由硫掺杂的硒化锌、 硒化镉和硒化铋中的一种组成。硫离子和其它金属离子的摩尔比 为 0.001 ~ 1, 硒化物粒子直径在 5 个纳米到 10 微米之间。
     本发明的具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂的制备方法如下 :
     将一定量的可溶性金属盐、 硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中, 超声 10min 后, 将上述溶液转入 100mL 反应釜中, 在 140 ~ 220℃晶化 3 ~ 48 小时, 反应完毕后反应釜 自然冷却至室温, 所得沉淀用去离子水洗涤至中性, 所得产物在 80℃下真空干燥 3 小时, 得 最终产物。其中, 上述过程中的可溶性金属盐为锌盐、 镉盐和铋盐, 含硒化合物指的是硒代 硫酸钠、 二氧化硒和硒粉。
     本发明的具有可见光响应的光催化剂可用于空气、 废水、 地表水及饮用水中的有 机污染物和重金属离子的光催化处理。
     具体实施方案
     实施方案 1
     将 0.1mol 的氯化铋、 0.001mol 的硫粉和 0.1mol 的硒粉加入到 50ml 乙二胺中, 超 声 10min 后, 将上述混合物转入 100mL 反应釜中, 在 180℃晶化 24 小时, 反应完毕后反应釜 自然冷却至室温, 所得沉淀用去离子水洗涤至中性, 所得产物在 80℃下真空干燥 3 小时, 得最终产物。
     实施方案 2
     将实施方案 1 中的氯化铋变为氯化锌, 其它条件不变。
     实施方案 3
     将实施方案 1 中的氯化铋变为氯化镉, 其它条件不变。
     实施方案 4
     将实施方案 1 中的硒粉变为硒代硫酸钠, 其它条件不变。
     实施方案 5
     将实施方案 1 中的硒粉变为二氧化硒, 其它条件不变。
     实施方案 6
     将实施方案 1 中的晶化时间由 24 小时变为 48 小时, 其它条件不变。
     实施方案 7
     将实施方案 1 中的晶化时间由 24 小时变为 12 小时, 其它条件不变。
     实施方案 8
     将实施方案 1 中的晶化温度由 180℃变为 200℃, 其它条件不变。
     实施方案 9 将实施方案 1 中的晶化温度由 180℃变为 160℃, 其它条件不变。 实施方案 10 将实施方案 1 中的晶化温度由 180℃变为 140℃, 其它条件不变。 本发明所制得的光催化剂可负载于载体上, 本发明不限于以上实施方案。4

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资源描述

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1、10申请公布号CN101947461A43申请公布日20110119CN101947461ACN101947461A21申请号201010266858422申请日20100830B01J27/057200601B01J37/34200601B01D53/86200601C02F1/30200601C02F1/58200601C02F1/6220060171申请人天津工业大学地址300160天津市河东区成林道63号72发明人宋立民陈超54发明名称具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂及其制备方法57摘要本发明涉及一种具有可见光响应的硒化物光催化剂及其制备方法,属于无机纳米光催化材料领域。该催化剂由。

2、硫掺杂纳米金属硒化物半导体组成,所述金属硒化物半导体为硒化锌、硒化镉和三硒化二铋。本发明制备的光催化剂在较宽的波长范围内具有光催化活性,能够在紫外光、可见光或自然光辐射下光分解净化处理有毒有害化学物质。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN101947461A1/1页21一种可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂,成分包括硫掺杂硒化物,其特征在于该光催化剂的成份是硫掺杂的硒化锌、硒化镉和硒化铋中的一种;硫离子与其它金属离子的摩尔比为0011;硒化物直径在5个纳米到10微米之间。2一种硫掺杂硒化物光催化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤将一定量的可。

3、溶性金属盐、硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中,超声10MIN后,将上述溶液转入100ML反应釜中,在140220晶化348小时,反应完毕后反应釜自然冷却至室温,所得沉淀用去离子水洗涤至中性,所得产物在80下真空干燥3小时,得最终产物。3一种制备权利要求2所述光催化剂的方法,其特征在于所述的金属盐为可溶性锌盐、镉盐和铋盐。4一种制备权利要求2所述光催化剂的方法,其特征在于所述的含硒化合物指的是硒代硫酸钠、二氧化硒和硒粉。5权利要求1所述的催化剂或由权利要求2所述方法制备得到的催化剂用于空气、废水、地表水及饮用水中的有机污染物和重金属离子的光催化处理。权利要求书CN101947461A1/2页。

4、3具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种光催化剂,特别是涉及一种具有可见光响应的光催化剂。0002本发明还涉及上述催化剂的制备方法。0003本发明还涉及上述催化剂的用途。背景技术0004近年来,利用半导体光催化剂治理环境污染的研究得到了极大的发展。以半导体氧化物为催化剂的光催化氧化过程具有反应条件温和、无二次污染、可以直接利用太阳光进行氧化反应等优越性能而成为一种理想的环境污染治理技术,并显示出巨大的应用潜力。但是大多数氧化物半导体的带隙比较宽,很难响应可见光的诱导,因此,许多人将目光投向窄带隙的硒化物半导体。0005金属硒化物是一类非常重要的半导体材料。

5、,广泛用于各种发光装置、激光与红外探测器件、红外窗口与非线性光学材料、光催化和光敏感传感器材料等。在发光材料、太阳能电池、光催化等多方面有良好的商业应用前景。发明内容0006本发明的意义在于提供一种具有可见光响应的光催化剂,这种硒化物光催化剂,既能有效的被可见光激发,又能保持良好的稳定性和较高的催化活性,同时制备工艺简单、成本低廉。0007本发明提供的光催化剂是由硫掺杂的半导体硒化物颗粒组成,其特征在于该催化剂是由硫掺杂的硒化锌、硒化镉和硒化铋中的一种组成。硫离子和其它金属离子的摩尔比为00011,硒化物粒子直径在5个纳米到10微米之间。0008本发明的具有可见光响应的硫掺杂硒化物光催化剂的制。

6、备方法如下0009将一定量的可溶性金属盐、硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中,超声10MIN后,将上述溶液转入100ML反应釜中,在140220晶化348小时,反应完毕后反应釜自然冷却至室温,所得沉淀用去离子水洗涤至中性,所得产物在80下真空干燥3小时,得最终产物。其中,上述过程中的可溶性金属盐为锌盐、镉盐和铋盐,含硒化合物指的是硒代硫酸钠、二氧化硒和硒粉。0010本发明的具有可见光响应的光催化剂可用于空气、废水、地表水及饮用水中的有机污染物和重金属离子的光催化处理。具体实施方案0011实施方案10012将01MOL的氯化铋、0001MOL的硫粉和01MOL的硒粉加入到50ML乙二胺中,超声。

7、10MIN后,将上述混合物转入100ML反应釜中,在180晶化24小时,反应完毕后反应釜自然冷却至室温,所得沉淀用去离子水洗涤至中性,所得产物在80下真空干燥3小时,得说明书CN101947461A2/2页4最终产物。0013实施方案20014将实施方案1中的氯化铋变为氯化锌,其它条件不变。0015实施方案30016将实施方案1中的氯化铋变为氯化镉,其它条件不变。0017实施方案40018将实施方案1中的硒粉变为硒代硫酸钠,其它条件不变。0019实施方案50020将实施方案1中的硒粉变为二氧化硒,其它条件不变。0021实施方案60022将实施方案1中的晶化时间由24小时变为48小时,其它条件不变。0023实施方案70024将实施方案1中的晶化时间由24小时变为12小时,其它条件不变。0025实施方案80026将实施方案1中的晶化温度由180变为200,其它条件不变。0027实施方案90028将实施方案1中的晶化温度由180变为160,其它条件不变。0029实施方案100030将实施方案1中的晶化温度由180变为140,其它条件不变。0031本发明所制得的光催化剂可负载于载体上,本发明不限于以上实施方案。说明书。

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