一种银/硫化镉/二氧化钛复合光催化材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种银/硫化儒/二氧化铁复合光催化材料的制备方法，属于光催化 复合材料制备领域。
【背景技术】
[0002] Ti化是多相催化反应的催化剂，价带能级较深，具有无毒，耐腐蚀性，高稳定性，反 应条件溫和，对水污染物中有机物降解无选择性、矿化彻底、无二次污染，廉价等优点，是公 认的最具有实用化前景的光催化剂。在处理污水，改善饮用水质，控制大气污染物，净化室 内空气，催化水解制氨，杀菌和制备太阳能敏化电池等方面都有广泛应用。特别是在环境保 护方面，Ti化作为光催化剂更是展现了广阔的应用前景。
[000引但是，Ti02的光敏反应局限在紫外光区，运只占据了太阳光谱的5%，此外，由于光 生电子和空穴对的高度再复合率，从而限制了Ti02的光催化活性和应用前景。因此，扩展 吸收范围和促进光生载流子的分离是增强Ti02光催化活性的两大有效措施。于是国内外 科技工作者开始研究渗杂改性来构造异质结W改善Ti02的光催化活性，构造异质结之所 W受欢迎是因为它不仅能改善单个材料的性能，而且能引进单一材料没有的特殊性能。但 是只局限于合成二元复合材料，近几年=元复合材料才开始被人们研究。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种银/硫化儒/二氧化铁复合光催化材料的制备方法，尝 试了一种=元复合材料的合成方法，同时在二氧化铁中加入硫化儒、银，CdS禁带宽度较 小，其带隙能为2.5eV，与带隙能3.2eVTi02复合，当激发能不足W激发光催化剂中的 Ti02时，却能激发CdS,由于Ti02导带比CdS高，使得CdS上受激发产生的电子更易迁移 到Ti02导带上，激发产生的空穴仍留在CdS价带，运种电子从CdS向Ti02的迁移有利于 电荷的分离。当用足够激发能量的光照射时，CdS和Ti02同时发生电子跃迁，由于能级差 异，电子聚集在Ti02的导带（CB)，而空穴聚集在CdS的价带（VB)，光生电子和空穴可W自 由地与表面吸附质进行交换CdS/Ti02提高系统的电荷分离效果。另外Ag+的渗杂改变了 Ti02表面洁净度和增加了表面缺陷。渗杂在Ti02上的Ag+，在光照下接受电子被还原为 单质Ag。金属Ag在Ti02表面构成了大量的微电池，光照激发后Ti02表面产生的电子向 微电池的阳极（Ag)迁移，而空穴则留在阳极（Ti02)表面，因而也实现了电子和空穴的 有效分离。因此该复合材料具有优良的光催化性能，制备出综合性能优越的光催化材料。
[0005] -种银/硫化儒/二氧化铁复合光催化材料的制备方法，具体方法如下： (l)CdO/Ti〇2的制备： 称取1.Og的S嵌段共聚物普朗尼克P123,将其溶解在15ml无水乙醇中，室溫下揽拌0. 5h，然后超声处理lOmin，为P123/Et0H混合溶液，同时，将3. 2ml的浓盐酸逐滴加到4.Og 的铁酸四正下醋中，并加入Cd(N〇3)2'4H20,使制得的CdO/Ti〇2的质量比为1%、2%、4%或8%， P123/化OH混合溶液揽拌0.化后与上述溶液混合，室溫下揽拌至少化，将合成的溶胶溶液 倒入一个敞开的培养皿中，保持周围湿度为50%-60%，于室溫下静置2-4周，待其变为湿粉 末后，在200°C下般烧4h后研磨，使粉末在抑11-12的乙二胺水溶液中回流4她，溫度保持 在125°C，抑调节在11-12,回流完毕，抽滤并用去离子水洗涂，将产物在60°C干燥lOh，最 后，将所得粉末先研磨，然后在350°C下成中般烧化，随后在500°C下空气中般烧化即得 CdO/Ti〇2; (2) CdS/Ti〇2中间复合粉体的制备： 用NazS? 9&0配成100mLO. 2mol/LNazS溶液，称取0.6g已制备的CdO/Ti〇2,分散在100mLNazS溶液中，于室溫下揽拌化。最后抽滤，将所得粉末在80°C干燥lOh，经过研磨即 得中间复合粉体； (3) 银/硫化儒/二氧化铁复合光催化材料的制备： 称取0. 3g所制的的CdS/Ti〇2,0. 0094gAgN〇3加到S口烧瓶中，使得Ag/ (CdO/TiO2)的 质量比为2%，同时加入45ml&0和5ml邸3地，将上述溶液用高纯Ar或成净化出去02,净 化30min后，打开紫外可见光源照射比，然后离屯、并将沉淀在80°C干燥1化得银/硫化儒 /二氧化铁复合光催化材料。
[0006] 由说明书附图1可知，本发明制得的复合催化材料在紫外可见漫反射光谱图中， 吸收波长达到500nm。
[0007] 本发明的优点：本发明从复合材料的角度出发，将银，硫化儒与二氧化铁复合在一 起，制备出一种光催化材料。运种复合光催化材料与纯二氧化铁相比，在紫外可见漫反射光 谱图中，吸收波长大于400nm。具有较高的折光系数和稳定的物理化学性能，并且抗化学 和光腐蚀、光催化活性较高。因此，该复合材料在光解水、杀菌和制备太阳能敏化电池等方 面，特别是在环境保护方面，有着广阔的应用前景。
【附图说明】
[0008]图1为本发明制得的复合催化材料的紫外可见漫反射光谱图。
[0009] 附图标记：
图2为实施例1-4对应的四个不同比例的CdS/Ti〇2中间产物和CdS和Ti〇2的光催化 效果。
[0010] 附图标记：
【具体实施方式】
[0011] 下面通过实施例对本发明作进一步说明。
[001引实施例1 (1)CdO/Ti02的制备： 称取1.Og的S嵌段共聚物普朗尼克P123,将其溶解在15ml无水乙醇中，室溫下揽拌0. 5h，然后超声处理lOmin，为P123/Et0H混合溶液，同时，将3. 2ml的浓盐酸逐滴加到4.Og 的铁酸四正下醋中，并加入0. 0225g的Cd(N03)2?4&0,使制得的CdO/Ti02的质量比为1%， P123/化OH混合溶液揽拌0.化后与上述溶液混合，室溫下揽拌至少化。将合成的溶胶溶液 倒入一个敞开的培养皿中，保持周围湿度为50%-60%，于室溫下静置2-4周，待其变为湿粉 末后，在200°C下般烧4h后研磨，使粉末在抑11-12的乙二胺水溶液中回流4她，溫度保持 在125°C，抑调节在11-12,回流完毕，抽滤并用去离子水洗涂，将产物在60°C干燥lOh，最 后，将所得粉末先研磨，然后在350°C下成中般烧化，随后在500°C下空气中般烧化即得 CdO/Ti02; (2)CdS/Ti02中间复合粉体的制备： 用 0. 0112g的NazS? 9&0 配成100mLO. 2mol/L的NazS溶液，称取 0. 6g已制备的CdO/Ti化，分散在100mLNazS溶液中，于室溫下大力揽拌化。最后抽滤，将所得粉末在80°C干 燥lOh，经过研磨即得CdS/Ti02中间复合粉体；取50mgCdS/Ti02在模拟太阳光下用于降解 50mlIOPRii的甲基澄溶液，75min后，降解率达60% ; (3)银/硫化儒/二氧化铁复合光催化材料的制备： 称取0. 3g所制的的CdS/Ti02,0. 0094gAgN03加到S口烧瓶中，同时加入45ml町0和5mlCH3OH，将上述溶液用高纯Ar或成净化出去02,净化30min后，打开紫外可见光源照射比， 然后离屯、并将沉淀在80°C干燥1化得银/硫化儒/二氧化铁复合光催化材料。
[001引实施例2 CdO/Ti02的制备同实施例1中步骤（1)，加入0. 0451g的Cd(N03)2.他20,使制得的CdO/Ti02的质量比为2%;称取0.6g已制备的CdO/Ti02，CdS/Ti02中间复合粉体制备方法同实施 例1中步骤（2)，用0. 0224g的NazS?9&0配