[发明专利]一种B2

说明书

本发明涉及环境光催化技术领域，且公开了一种B₂S₃‑Zr掺杂TiO₂纳米管光催化复合材料，掺杂金属元素锆，二氧化钛表面羟基增加，很大程度上降低光催化剂光生电子‑空穴对的复合机率，二氧化钛的禁带宽度降低，对光的利用波长右移，纳米管状的二氧化钛和纳米花状的硫化铋，二者大的比表面积，提供更多的活性位点，给光生空穴‑电子对转移到催化剂表面参与反应提供位置，硫化铋被可见光激发能产生电子‑空穴对，容易在半导体间迁移传递，二氧化钛和硫化铋之间形成的半导体异质结，减小了光生载流子的复合，提高了二氧化钛的光响应范围，提升了光催化剂对废水中甲基蓝、刚果红溶液等的催化效率和吸附率。

技术领域

本发明涉及环境光催化技术领域，具体为一种B₂S₃-Zr掺杂TiO₂纳米管光催化复合材料和制法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们面临的挑战和问题越来越多，环境问题作为不可忽视的最重要的问题，受到越来越广泛的关注，而环境问题中的水污染问题更是受到人们的广泛关注，如何解决这一问题，是一个重大的挑战，常见的水污染处理方法有物理吸附法、膜处理等方法，半导体光催化技术作为一项通过太阳光作用便能驱动反应的化学反应的技术，具有成本低、污染小、应用范围广等一系列的优点。

二氧化钛是光催化领域研究最深入且最广泛的材料之一，是一种十分重要的半导体光催化材料，应用范围很广，被认为是一种理想的废水处理的光催化剂，它具有良好的化学稳定性，同时它具有耐腐蚀性能强等优点，但由于其自身的禁带宽度较窄，只能吸收波长较短的紫外光，同时其光生电子和空穴还容易复合，这些缺陷在很大程度上限制了二氧化钛的性能和更加广泛的使用，这就需要开发窄带隙的半导体材料来提升其光催化性能，杂原子铁、锆、银等金属原子的掺入能够很好的改善其自身禁带宽度宽的缺陷，而硫化铋也是一种常见的半导体材料，是一种绿色环保的价格低廉的材料，具有带隙窄的优点，常应用于热电、光敏等领域，与二氧化钛复合后，能够在很大程度上提升二氧化钛的光响应范围，提高了催化活性，从而提升了其对水污染中甲基蓝、刚果红等污染物的降解能力。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种B₂S₃-Zr掺杂TiO₂纳米管光催化复合材料和制法，解决了TiO₂吸收波长短和光生电子-空穴容易复合的缺陷，提高了对甲基蓝、刚果红等污染物的降解能力。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种B₂S₃-Zr掺杂TiO₂纳米管光催化复合材料，所述B₂S₃-Zr掺杂TiO₂纳米管光催化复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)向反应器中加入去离子水，再加入质量比为100:120-135的硝酸铋和硫脲，混合均匀，加热回流，加热回流的温度为100-140℃，加热回流的时间为2-5h，反应后，离心，洗涤，干燥，得到纳米花状的B₂S₃纳米棒；

(2)向烧杯中加入无水乙醇和钛酸四丁酯，混合均匀，得到混合溶液A，再在另一个烧杯中配置体积比为100:70-75:420-450的冰醋酸、去离子水和无水乙醇的混合液，再加入二氯氧化锆，混合均匀，得到混合溶液B，将溶液B逐滴加入到A混合液中，搅拌，陈化，干燥，研磨，焙烧，得到Zr掺杂的TiO₂；