[发明专利]基于极窄带半导体为固体导电通道的光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及基于极窄带半导体为固体导电通道的光催化剂及其制备方法和应用。通过溶胶水热和煅烧方法制备，在Er³⁺：Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄和Bi₂Sn₂O₇之间插入一个极窄带隙半导体CoS₂，形成了一个新型的Z型光催化体系。制备的光催化剂的光催化活性通过在模拟太阳光照射下对亚硝酸盐和亚硫酸盐的转化来评估。结果表明，所制备的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄/CoS₂/Bi₂Sn₂O₇复合材料在亚硝酸盐和亚硫酸盐转化过程中表现出了高度稳定的光催化活性。

主权项

1.基于极窄带半导体为固体导电通道的光催化剂，其特征在于：所述的基于极窄带半导体为固体导电通道的光催化剂是Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄/CoS₂/Bi₂Sn₂O₇；制备方法包括如下步骤：1）Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄纳米粉末的制备：将Ga₂O₃固体加入到硝酸镍溶液中，产生的混合液调节pH到12，然后加入Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂继续搅拌20 min，得到的悬浮溶液转移到反应釜中，180 °C下反应48 h，冷却至室温，得到沉淀物用去离子水清洗，然后在80 °C下烘干8 h，得到Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄粉体，将粉体研细，在500 °C的马弗炉中，焙烧2 h，取出后再经研磨，即得到Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄纳米粉末；2）Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄/CoS₂制备：于Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄纳米粉末中加入适量无水乙醇，超声分散，在40‑60 °C下，用磁力搅拌器混合均匀，搅拌半小时后加入CoS₂粉末，然后用无水乙醇和蒸馏水清洗，离心干燥后，放入马弗炉中，在500 °C焙烧2 h后取出，研磨，得到Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄/CoS₂纳米粉末；3）将适量Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄/CoS₂纳米粉末和Bi₂Sn₂O₇纳米粉末加入到无水乙醇中，超声分散，所得悬浮液加热煮沸，于100℃下恒温30‑40 min，过滤干燥，所得粉末研细，在马弗炉中，200 ºC煅烧2.0 h后取出，研磨，得到Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@NiGa₂O₄/CoS₂/Bi₂Sn₂O₇。