一种ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒/石墨烯三明治结构复合光催化剂

摘要

本发明公开了一种ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒/石墨烯三明治结构复合光催化剂及其制备方法和应用，由氧化石墨烯与ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒复合，并通过紫外光辅助还原制得ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒/石墨烯三明治结构复合材料。本发明提出的ZnSn(OH)₆/石墨烯复合材料的制备方法过程简单、操作方便、环境友好、合成高效、成本低，并且所制备复合材料的催化剂与石墨烯表面结合牢固，可以有效提高光生载流子的分离和降低载流子的复合率，表现出比纳米粒子更优异的光催化性能。其光催化活性是纯的ZnSn(OH)₆的1.94倍，是商品化P25活性的1.74倍，而且光催化剂与污水易分离，适合实现工业化生产应用。

主权项

一种ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒/石墨烯三明治结构复合光催化剂的制备方法，其特征在于：由氧化石墨烯与ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒复合，并通过紫外光辅助还原制得ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒/石墨烯三明治结构复合材料；包括以下步骤：（1）制备ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒室温下将乙酸锌溶于去离子水中，然后将等摩尔量的锡酸盐加入乙酸锌溶液中，搅拌均匀，转移到聚四氟乙烯反应釜中，升温至120~200℃，保温12~24h；所得产物自然冷却到室温，分别用pH=2.5的盐酸、去离子水、无水乙醇洗涤多次，离心收集沉淀，真空烘干；（2）制备氧化石墨烯溶胶以天然石墨粉为原料，采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯；将制得的氧化石墨烯超声分散于去离子水中，形成氧化石墨烯溶胶；（3）制备ZnSn(OH)₆/氧化石墨烯复合材料将步骤（1）制得的ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒超声分散于pH=2~5的HCl、H₂SO₄或HNO₃溶液中，然后将步骤（2）制得的氧化石墨烯溶胶逐滴加入，超声分散5~30min，搅拌2~6h，离心分离后用去离子水洗涤，真空干燥，制得ZnSn(OH)₆/氧化石墨烯复合材料；（4）制备ZnSn(OH)₆/石墨烯复合材料将ZnSn(OH)₆/氧化石墨烯复合材料分散于无水乙醇中，用惰性气体排去悬浊液中的氧气，并在惰性气氛保护下，用紫外光照射10min~300min后，离心、洗涤、干燥，制得ZnSn(OH)₆纳米立方颗粒/石墨烯三明治结构复合材料。