一种Mg/Zn/In复合金属氧化物光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种Mg/Zn/In复合金属氧化物光催化剂及其制备方法和在可见光下光催化降解染料应用。本发明首先利用水滑石(LDHs)层板阳离子的可调变性，将镁、锌、铟三种金属元素引入构成层板，通过成核晶化隔离法制备镁锌铟层状多金属复合氢氧化物前体，再经过焙烧得到Mg/Zn/In复合金属氧化物光催化剂。通过控制LDHs前体的焙烧条件，可以控制得到的多元复合氧化物的结晶度、比表面和界面特征。将这种纳米级的多元复合氧化物光催化剂应用于可见光下降解亚甲基蓝染料的反应中表现出了良好的光催化性能，高于已经工业化生产的二氧化钛P25光催化剂。

主权项

一种Mg/Zn/In复合金属氧化物光催化剂的制备方法，具体步骤如下：A.用去离子水配制硝酸镁、硝酸锌和硝酸铟的混合盐溶液，其中金属离子摩尔浓度总和为0.09～0.18mol/L，并且(Mg2++Zn2+)与In3+的摩尔浓度比2～5；用去离子水配制NaOH与Na2CO3的混合碱溶液，使其满足NaOH摩尔浓度为上述混合盐溶液中金属离子摩尔浓度总和的1‑2倍，Na2CO3浓度为混合盐溶液中铟离子摩尔浓度的2‑3倍；B.在室温条件下，将步骤A中配制好的混合盐溶液和混合碱溶液按等体积同时加入到全返混液膜反应器中，于高速旋转下反应3‑5min，其中液膜反应器的转速为4000‑4500r/min，定子与转子之间的间隙尺寸为15‑18μm；然后将白色浆液用去离子水离心洗涤至pH＝7，移入晶化釜，在40～80℃条件下继续搅拌晶化6～24h，离心过滤，并将滤饼洗涤至中性，滤饼于75℃烘箱干燥12～24h，得到镁锌铟水滑石前体(MgZnIn‑LDHs)；C.将步骤B制得的镁锌铟水滑石前体放入马弗炉中，以5～10℃/min的升温速率升温至300～800℃后保温3～6h，冷却至室温后取出，即得到Mg/Zn/In复合金属氧化物光催化剂。