專利名稱：具有可見光響應的硫摻雜硒化物光催化劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種光催化劑，特別是涉及一種具有可見光響應的光催化劑。本發明還涉及上述催化劑的制備方法。本發明還涉及上述催化劑的用途。
背景技術：
近年來，利用半導體光催化劑治理環境污染的研究得到了極大的發展。以半導 體氧化物為催化劑的光催化氧化過程具有反應條件溫和、無二次污染、可以直接利用太陽 光進行氧化反應等優越性能而成為一種理想的環境污染治理技術，并顯示出巨大的應用潛 力。但是大多數氧化物半導體的帶隙比較寬，很難響應可見光的誘導，因此，許多人將目光 投向窄帶隙的硒化物半導體。金屬硒化物是一類非常重要的半導體材料，廣泛用于各種發光裝置、激光與紅外 探測器件、紅外窗口與非線性光學材料、光催化和光敏感傳感器材料等。在發光材料、太陽 能電池、光催化等多方面有良好的商業應用前景。
發明內容
本發明的意義在于提供一種具有可見光響應的光催化劑，這種硒化物光催化劑， 既能有效的被可見光激發，又能保持良好的穩定性和較高的催化活性，同時制備工藝簡單、 成本低廉。本發明提供的光催化劑是由硫摻雜的半導體硒化物顆粒組成，其特征在于該催化 劑是由硫摻雜的硒化鋅、硒化鎘和硒化鉍中的一種組成。硫離子和其它金屬離子的摩爾比 為0. 001 1，硒化物粒子直徑在5個納米到10微米之間。本發明的具有可見光響應的硫摻雜硒化物光催化劑的制備方法如下將一定量的可溶性金屬鹽、硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中，超聲IOmin 后，將上述溶液轉入IOOmL反應釜中，在140 220°C晶化3 48小時，反應完畢后反應釜 自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產物在80°C下真空干燥3小時，得 最終產物。其中，上述過程中的可溶性金屬鹽為鋅鹽、鎘鹽和鉍鹽，含硒化合物指的是硒代 硫酸鈉、二氧化硒和硒粉。本發明的具有可見光響應的光催化劑可用于空氣、廢水、地表水及飲用水中的有 機污染物和重金屬離子的光催化處理。
具體實施方案實施方案1將0. Imol的氯化鉍、0. OOlmol的硫粉和0. Imol的硒粉加入到50ml乙二胺中，超 聲IOmin后，將上述混合物轉入IOOmL反應釜中，在180°C晶化24小時，反應完畢后反應釜 自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產物在80°C下真空干燥3小時，得最終產物。實施方案2將實施方案1中的氯化鉍變為氯化鋅，其它條件不變。實施方案3將實施方案1中的氯化鉍變為氯化鎘，其它條件不變。實施方案4將實施方案1中的硒粉變為硒代硫酸鈉，其它條件不變。實施方案5將實施方案1中的硒粉變為二氧化硒，其它條件不變。實施方案6將實施方案1中的晶化時間由24小時變為48小時，其它條件不變。實施方案7將實施方案1中的晶化時間由24小時變為12小時，其它條件不變。實施方案8將實施方案1中的晶化溫度由180°C變為200°C，其它條件不變。實施方案9將實施方案1中的晶化溫度由180°C變為160°C，其它條件不變。實施方案10將實施方案1中的晶化溫度由180°C變為140°C，其它條件不變。本發明所制得的光催化劑可負載于載體上，本發明不限于以上實施方案。
權利要求
一種可見光響應的硫摻雜硒化物光催化劑，成分包括硫摻雜硒化物，其特征在于該光催化劑的成份是硫摻雜的硒化鋅、硒化鎘和硒化鉍中的一種；硫離子與其它金屬離子的摩爾比為.001～1；硒化物直徑在5個納米到10微米之間。
2.—種硫摻雜硒化物光催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟將一定量的可溶性金屬鹽、硫粉和含硒化合物溶于一定量的乙二胺中，超聲IOmin后， 將上述溶液轉入IOOmL反應釜中，在140 220°C晶化3 48小時，反應完畢后反應釜自然 冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產物在80°C下真空干燥3小時，得最終 產物。
3.一種制備權利要求2所述光催化劑的方法，其特征在于所述的金屬鹽為可溶性鋅 鹽、鎘鹽和鉍鹽。
4.一種制備權利要求2所述光催化劑的方法，其特征在于所述的含硒化合物指的是硒 代硫酸鈉、二氧化硒和硒粉。
5.權利要求1所述的催化劑或由權利要求2所述方法制備得到的催化劑用于空氣、廢 水、地表水及飲用水中的有機污染物和重金屬離子的光催化處理。
全文摘要
本發明涉及一種具有可見光響應的硒化物光催化劑及其制備方法，屬于無機納米光催化材料領域。該催化劑由硫摻雜納米金屬硒化物半導體組成，所述金屬硒化物半導體為硒化鋅、硒化鎘和三硒化二鉍。本發明制備的光催化劑在較寬的波長范圍內具有光催化活性，能夠在紫外光、可見光或自然光輻射下光分解凈化處理有毒有害化學物質。
文檔編號C02F1/58GK101947461SQ201010266858
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者宋立民, 陳超 申請人:天津工業大學