[发明专利]金属离子掺杂二硫化锡纳米花及其在压电催化降解污染物中的应用

说明书

本发明公开了金属离子掺杂二硫化锡纳米花及其在压电催化降解污染物中的应用。将金属盐置于含有锡源和硫源的前驱体溶液中，溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到金属离子掺杂二硫化锡纳米花，本发明利用简便的溶剂热法制备了铜离子或者银离子掺杂的二硫化锡纳米花并首次将其应用于压电催化领域，纳米片形貌以及掺杂协同提高材料感应机械能的灵敏度，改善压电性，从而提高催化性能。在无需光照的条件下，通过超声处理，实现催化降解水体中酚类有机污染物的目的。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料及压电催化技术领域，具体涉及铜离子/银离子掺杂二硫化锡纳米花的制备方法及其在压电催化去除水体污染物和分解水产氢中的应用。

背景技术

环境污染和资源短缺是目前人类面临的两个重大难题。光催化技术被认为是解决这两大难题的有效手段，其依赖于具有氧化还原能力的电子和空穴，但光照产生的电子和空穴的复合比较严重。现有技术公开了二硫化锡/碳纳米纤维复合材料在降解有机污染物中的应用，将碳纳米纤维膜置于含有锡源与硫源的前驱体溶液中，反应后干燥，得到二硫化锡/碳纳米纤维复合材料，将二硫化锡/碳纳米纤维复合材料置入含有有机污染物的水中，然后超声处理，完成水中有机污染物的去除。但是完全降解需要120分钟。

发明内容

本发明提供一种铜离子/银离子掺杂二硫化锡纳米花的无机纳米材料及其制备方法，在无需光照的条件下，通过超声处理，实现催化降解水体中酚类有机污染物的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下具体技术方案：

金属离子掺杂二硫化锡纳米花在降解有机污染物中的应用。

金属离子掺杂二硫化锡纳米花降解有机污染物的方法，包括以下步骤：将金属离子掺杂二硫化锡纳米花置于含有有机污染物的溶液中，然后超声处理，完成有机污染物的降解，实现有机污染物的去除。

本发明中，金属离子掺杂二硫化锡纳米花为铜离子掺杂二硫化锡纳米花或者银离子掺杂二硫化锡纳米花。

本发明中，将含有锡源和硫源的前驱体溶液进行溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到二硫化锡纳米花。

本发明中，将金属盐置于含有锡源和硫源的前驱体溶液中，溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到金属离子掺杂二硫化锡纳米花；具体的，将铜源置于含有锡源和硫源的前驱体溶液中，溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到铜离子掺杂二硫化锡纳米花。将银源置于含有锡源和硫源的前驱体溶液中，溶剂热反应后离心洗涤，干燥后得到银离子掺杂二硫化锡纳米花。

本发明中，通过简单的溶剂热的方法得到单纯的二硫化锡纳米花（SnS₂）、铜离子掺杂二硫化锡纳米花（Cu-SnS₂）和银离子掺杂二硫化锡纳米花（Ag-SnS₂），作为对比。本发明提供的铜离子或者银离子掺杂二硫化锡纳米花提高了自由载流子的利用率，在无光照条件下，也能促进自由载流子的分离实现催化反应。

本发明中，使用五水合四氯化锡（SnCl₄·5H₂O）作为锡源，使用硫代乙酰胺（CH₃CSNH₂）作为硫源，溶解于无水乙醇得到含有硫源与锡源的前驱体溶液；SnCl₄·5H₂O与CH₃CSNH₂的摩尔比为1∶（1～10）比如1∶1～1∶8，优选的，SnCl₄·5H₂O与CH₃CSNH₂的摩尔比为1∶4。

本发明中，溶剂热反应在反应釜中100～160℃下反应6～24小时，优选的条件为120℃下12小时。