[发明专利]石墨烯‑CdLa2S4复合可见光催化剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及可见光催化剂领域，且特别涉及一种石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂及其制备工艺。

背景技术

环境污染问题是21世纪人类面临的重大挑战之一。环境是人类生存和活动的场所，人类为了满足生活和生产活动的需求，一方面向环境索取资源和能源，一方面又将生活和生产中产生的废物排泄到环境中。环境污染的直接后果是人类生存环境的恶化，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。光催化技术是一种节能环保的可用于环境净化的新技术，可用于空气和水体污染物的降解净化。传统的光催化技术所使用的光催化剂为TiO₂，然而由于TiO₂具有较宽的带隙，导致其不能利用占太阳光能量45％的可见光进行催化降解污染物，因此，很有必要开发对可见光响应的光催化材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂，此石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂利用可见光催化降解污染物的效果好，并且具有较低的电子-空穴复合率和较为优异的催化活性。

本发明的另一目的在于提供一种石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂的制备工艺，以制备催化活性较高的石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂，上述催化剂利用可见光催化降解污染物的效果好。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂，其包括石墨烯和光催化剂，光催化剂附着于石墨烯片层，光催化剂为CdLa₂S₄。

优选的，CdLa₂S₄为纳米微球CdLa₂S₄。

优选的，纳米微球CdLa₂S₄由椭圆形CdLa₂S₄纳米颗粒聚集而成。

本发明提出一种石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂的制备工艺，其包括以下步骤：

S1步骤：制备氧化石墨烯溶液；

S2步骤：向氧化石墨烯溶液中加入乙酸镉和硝酸镧制成第一混合液；

S3步骤：将硫脲和聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中后，加入乙二醇制成第二混合液；

S4步骤：将第一混合液和第二混合液混合，并调节pH至8～11后，制得第三混合液；

S5步骤：将第三混合液经微波炉800瓦特加热3～9分钟后得到第四混合液；其中，加热分多次进行，每次加热8～12秒，每两次加热之间间隔8～12秒；以及

S6步骤：第四混合液经洗涤、干燥后得到石墨烯-CdLa₂S₄复合可见光催化剂。

优选的，S1步骤中，中氧化石墨烯溶液的浓度为8～12mg/ml。

优选的，S2步骤中，制成第一混合液时，氧化石墨烯溶液、乙酸镉和硝酸镧的用量比为18～25ml：0.24～0.26mmol：0.48～0.52mmol。

优选的，S2步骤中，制成第一混合液时，氧化石墨烯溶液、乙酸镉和硝酸镧的用量比为20ml：0.25mmol：0.5mmol。

优选的，S3步骤中，制成第二混合液时，硫脲、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水和乙二醇的用量比为1～2mmol：0.001～0.003g：2～10ml：90～150ml。

优选的，S4步骤中，制得第三混合液时，第一混合液与第二混合液的体积比为1：5～6。

优选的，S4步骤中采用氨水调节pH至8～11。