[发明专利]一种硫化铟锌表面用氯离子修饰改性的方法

说明书

本发明公开了一种硫化铟锌表面用氯离子修饰改性的方法，步骤为：(1)以ZnClsubgt;2/subgt;、InClsubgt;3/subgt;和硫代乙酰胺为原料，去离子水为溶剂，采用水热合成反应制得ZnInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;前驱体；(2)在80℃水浴条件下，将ZnInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;前驱体添加到氯化钠溶液中，保持机械搅拌，对ZnInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;前驱体表面进行氯离子修饰，反应完成后，进行离心操作，对离心后的沉淀进行洗涤和干燥后，获得表面修饰氯离子的改性ZnInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;。所制备的表面掺杂氯离子改性后的ZnInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;能够作为光催化剂，在可见光催化降解四环素的过程中，其降解速率可以达到纯ZnInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;的1.5倍左右，并且具有较好的光催化稳定性。

技术领域

本发明涉及无机硫化物光催化半导体材料领域，具体而言，涉及一种硫化铟锌表面用氯离子修饰改性的方法。

背景技术

随着现代技术以及消费的不断发展，对环境所造成的污染更加严重，其中对水体的污染已经完全超过了其自身的净化能力，在水体的污染源中，有机染料和抗生素是其中两个较大的污染源。在传统的废水处理过程中，一般采用物理处理方法、化学处理方法或生物处理方法，这些处理方法均取得了一定效果，但很难在处理费用和效果上均取得满意的平衡结果。

为了在水污染的处理费用和处理效果上均取得满意的效果，人们开始采用半导体光催化氧化技术来处理水污染。

目前，TiO₂、ZnS、In₂S₃、CdS、Cu₂O、BiVO₄、CuFeO₂等半导体材料被广泛应用于各种污废水处理中。其中氧化物类半导体的禁带宽度较大，一般只能吸收利用太阳光中波长在紫外光区域的光，对太阳能的吸收利用率较低；金属硫化物半导体是一类禁带宽度相对较窄的光催化材料，其中三元硫化物硫化铟锌(ZnIn₂S₄)由于其具有良好的光催化性能、可见光响应和较好的光催化稳定性，在光催化降解水体污染物领域具有很好的发展空间，但研究发现：由于硫化铟锌(ZnIn₂S₄)在光催化过程中光生电子-空穴复合效率高、以及转移过程缓慢等缺陷而影响其在实际应用中的发展。

发明内容

为达到上述目标，本申请提出一种硫化铟锌表面用氯离子修饰改性的方法，其包括如下步骤：

(1)以ZnCl₂(氯化锌)、InCl₃(氯化铟)和硫代乙酰胺(TAA)为原料，去离子水为溶剂，进行水热合成反应，在冷却后，进行过滤获得ZnIn₂S₄粗品，对ZnIn₂S₄粗品进行洗涤和干燥后获得ZnIn₂S₄前驱体；

(2)在80℃水浴条件下，将ZnIn₂S₄前驱体投入到氯化钠溶液中，进行机械搅拌，对ZnIn₂S₄前驱体表面进行氯离子修饰，反应完成后，进行离心操作，并对离心后的沉淀进行洗涤和干燥，获得氯离子修饰的ZnIn₂S₄。

本申请中，使用离子扩散原理，在较高的温度下，使得氯离子由高浓度的溶液进入ZnIn₂S₄前驱体的表面，利用氯离子对ZnIn₂S₄前驱体的表面进行微量掺杂，最终获得表面修饰氯离子的改性硫化铟锌。