能夠有效降解染料廢水的Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元復合光催化劑的制備方法與流程

本發明屬于光催化材料的合成技術領域，具體涉及一種能夠有效降解染料廢水的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑的制備方法。

背景技術：

染料廢水是成分復雜、難生物降解的有機廢水，對染料廢水的有效處理處置是研究者們關注的一大熱點。在降解染料廢水的技術中，納米半導體光催化氧化技術日趨受到關注。其中硫化鉍（bi2s3）由于其在不同領域的廣泛應用（諸如水處理，儲能和電化學傳感等）備受關注。bi2s3已經被證明具有可見光活性，帶隙能為1.3ev，然而純bi2s3光催化劑在實際應用受到光生電子-空穴對快速重組的限制。為了解決這個問題，異質結構構造是提高bi2s3光催化活性的有效方法之一。其中sns2帶隙能1.91-2.35ev，無毒害，價格低廉，在酸性和中性水溶液中具有好的穩定性，是一種有前景的可見光響應催化劑。同時，氧化鉍（bi2o3）由于其較高的電化學穩定性也被認為是有前途的光催化劑。更為重要的是，這三種材料（bi2s3、sns2和bi2o3）具有良好的帶電勢匹配性能，可以形成三元異質結，然而目前尚沒有關于該方面的相關報道。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提供了一種工藝簡單且成本低廉的能夠有效降解染料廢水的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑的制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，能夠有效降解染料廢水的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：將bi(no3)3·5h2o溶于乙醇和丙三醇的混合溶液中得到溶液a，再將硫脲加入到溶液a中并磁力攪拌40min得到溶液b，然后將sncl4·5h2o分散到溶液b中并繼續磁力攪拌得到溶液c，隨后將溶液c轉入聚四氟乙烯反應釜于180℃反應，反應完成后自然冷卻至室溫，過濾分離，用水和乙醇各洗滌三次，然后干燥，最后于280℃煅燒即得bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑。

進一步優選，所述的bi(no3)3·5h2o、硫脲和sncl4·5h2o的投料摩爾比為1:3:0.03-0.25。

進一步優選，所述的bi(no3)3·5h2o、硫脲和sncl4·5h2o的投料摩爾比為1:3:0.15。

本發明通過簡單的方法制備bi2s3/sns2/bi2o3三元異質結光催化材料以實現優異的光催化活性，該三元復合光催化劑具有吸收光譜范圍寬、性能穩定、無毒和高效低廉等優異性能，能夠用于難生物降解有機污染物的降解，具有較強的市場應用價值。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制得的bi2s3光催化劑和實施例2制得的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑的降解性能曲線；

圖2是本發明實施例1制得的bi2s3光催化劑和實施例2制得的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑的xrd圖譜。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

將1mm的bi(no3)3·5h2o溶于30ml乙醇和丙三醇的混合溶液中，再將3mm的硫脲加入到以上溶液中并磁力攪拌40min，隨后將混合液轉入聚四氟乙烯反應釜于180℃反應，反應完成后自然冷卻至室溫，過濾分離，用水和乙醇各洗滌三次，然后干燥，最后于280℃煅燒即得bi2s3光催化劑（簡稱bis-0）。經過90min350wxe燈光照射，bi2s3光催化劑在模擬太陽光條件下對rhb的降解率為30%。

實施例2

將1mm的bi(no3)3·5h2o溶于30ml乙醇和丙三醇的混合溶液中，再將3mm的硫脲加入到以上溶液中并磁力攪拌40min，然后將一定量（0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm或0.25mm）的sncl4·5h2o分散在以上溶液中繼續磁力攪拌，隨后將混合液轉入聚四氟乙烯反應釜于180℃反應，反應完成后自然冷卻至室溫，過濾分離，用水和乙醇各洗滌三次，然后干燥，最后于280℃煅燒即得bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑（分別簡稱為bis-1、bis-2、bis-3、bis-4、bis-5和bis-6）。經過90min350wxe燈光照射，效果最佳的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑在模擬太陽光條件下對rhb的降解率比純bi2s3光催化劑高69.6%，其中最佳降解效率的bi2s3/sns2/bi2o3三元復合光催化劑中sncl4·5h2o的添加量為0.15mm。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種能夠有效降解染料廢水的Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元復合光催化劑的制備方法，將Bi(NO3)3·5H2O溶于乙醇和丙三醇的混合溶液中得到溶液A，再將硫脲加入到溶液A中并磁力攪拌40min得到溶液B，然后將SnCl4·5H2O分散到溶液B中并繼續磁力攪拌得到溶液C，隨后將溶液C轉入聚四氟乙烯反應釜于180℃反應，反應完成后自然冷卻至室溫，過濾分離，用水和乙醇各洗滌三次，然后干燥，最后于280℃煅燒即得Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元復合光催化劑。本發明通過簡單的方法制備Bi2S3/SnS2/Bi2O3三元異質結光催化材料以實現優異的光催化活性，該三元復合光催化劑具有吸收光譜范圍寬、性能穩定、無毒和高效低廉等優異性能，能夠用于難生物降解有機污染物的降解，具有較強的市場應用價值。

技術研發人員：孫劍輝;禹崇菲;董淑英;譚露;鐵璐娜;王珂;楊鵬艷;趙瑾
受保護的技術使用者：河南師范大學
技術研發日：2017.06.06
技術公布日：2017.10.03