[发明专利]一种可见光响应型硫化锌光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种可见光响应型硫化锌光催化剂的制备方法及其应用，其制备过程：在容器中放入硫氰化钾和氯化锌，使用玻璃棒搅拌后放入马弗炉中分别在200℃和400℃下煅烧2h，即可制备出在可见光下响应的ZnS光催化剂。该催化剂制备方法环保，简单，成本低廉，产品纯净，在可见光下能够很好去除水中有机污染物，该催化剂具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种可见光响应型硫化锌光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

水体污染严重威胁了饮用水安全以及生态环境健康。光催化作为一种环境友好型净化技术，可以在可见或者紫外光下对污染物进行氧化或者还原降解，将有机污染物完全降解为二氧化碳和水，其操作简单，成本低廉的优势，得到了广泛的认可和关注。光催化剂原理就是，当光能等于或者大于半导体材料的带隙能量时，电子从价带(VB)激发到导带(CB)形成光致电子—空穴，电子和空穴与反应物质结合形成相应的自由基，空穴和自由基都有很强的氧化性，能将有机物直接氧化成二氧化碳和水。对于ZnS来说，它的禁带宽度为3.7eV，只能在紫外光下使用，而紫外光只占太阳光的5％，太阳能的利用率低，同时，常规方法制备出的ZnS为紫外光下响应的催化剂材料，要想把ZnS转化为可见光下响应的催化剂，目前除了固溶体、负载、异质结等方法外，没有其他的更好的办法，但这些办法步骤十分复杂。因此，制备可见光响应型ZnS光催化剂，是一项颇具挑战性的研发工作。在已有的报道中，转化ZnS为可见光下响应光催化材料的方法大多数为制备ZnS相关的复合材料，例如马杰等人制备出一种ZnO/ZnS/MoS₂光催化复合材料，其在可见光下能够降解污染物(申请公布号：CN111437839)。但是，这种复合材料的制备步骤十分复杂，而且负载型催化剂存在稳定性低的问题，长时间使用组分之间容易发生分离，导致性能大幅度下降。目前尚未有一步法直接制备可见光响应型ZnS的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可见光响应型硫化锌光催化剂的制备方法及其应用，通过简单的一步熔盐法，直接获得了可见光响应型ZnS光催化剂。本发明的合成方法简单快捷，成本低，很容易批量制备，具有明显的应用前景。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可见光响应型硫化锌光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)室温下，向容器中加入质量比为1:10的氯化锌和硫氰化钾，搅拌30s；

步骤2)将容器放入马弗炉中煅烧，所得产物洗涤、离心、干燥，即为所述可见光响应型硫化锌光催化剂。

优选地，步骤2)所述煅烧的反应温度分别为200℃和400℃，并在相应温度下分别煅烧2h。

上述制备方法制得的可见光响应型硫化锌光催化剂在降解废水中有机染料上的应用。

优选地，所述有机染料为罗丹明B。

本发明的有益效果如下：

本发明的可见光响应型ZnS光催化剂材料的制备方法，不用负载，无需采用复杂的步骤和试剂，通过简单的一步熔盐法即可制备出在可见光下响应的ZnS光催化剂材料，制备方法简易，成本低廉，重现性高，在可见光下能够高效地降解罗丹明B(RhB)废水溶液。

附图说明

图1为实施例1制得的不同温度(200℃、400℃)下煅烧的ZnS光催化剂的X射线衍射(XRD)图；

图2为实施例1制得的不同温度(200℃、400℃)下煅烧的ZnS光催化剂的紫外-可见漫反射吸收光谱图；

图3为测试例1中ZnS光催化剂对罗丹明B(RhB)染料废水溶液降解的活性对比图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1