一种应用于太阳能降解环境污染物的光催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种应用于太阳能降解环境污染物的光催化剂的制备方法，该方法是以金属钛基体上直立生长的TiO2纳米管(TiO2-NTs)为载体，采用CdS作为敏化剂来拓宽光催化剂在可见区域的吸收谱带，且通过在TiO2-NTs/CdS表面构筑ZnO纳米棒作为保护层，有效防止CdS的光腐蚀，提高稳定性和光催化活。与现有技术相比，本发明方法制备得到的TiO2-NTs/CdS-ZnO微观结构光催化剂在太阳能光谱范围内具有响应的高效、稳定等优点，能应用于太阳能降解环境污染物的处理。

主权项

一种应用于太阳能降解环境污染物的光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法是以金属钛基体上直立生长的TiO2纳米管为载体，采用CdS作为敏化剂来拓宽光催化剂在可见区域的吸收谱带，且通过在TiO2‑NTS/CdS表面构筑ZnO纳米棒作为保护层，有效防止CdS的光腐蚀，提高稳定性和光催化活性，最终得到应用于太阳能降解环境污染物的TiO2‑NTS/CdS‑ZnO微观结构光催化剂；所述的方法具体包括以下步骤：(1)分别配制CdCl2和Na2S前躯体水溶液，并加入表面活性剂；(2)以TiO2纳米管为载体，利用真空注入技术在纳米管中化学组装CdS纳米颗粒，即可得到TiO2‑NTS/CdS微观结构；(3)将步骤(2)制备得到的TiO2‑NTS/CdS进行热处理；(4)配制相同浓度的Zn(NO3)2，六次甲基四胺水溶液，按体积1∶1均匀混合，作为前躯体溶液；(5)以步骤(3)制得的TiO2‑NTS/CdS为基底，置于反应釜中，加入步骤(4)中的前躯体溶液，通过水热合成，在TiO2‑NTS/CdS表面生长ZnO纳米棒，便可获得TiO2‑NTS/CdS‑ZnO光催化剂；所述的步骤(1)中CdCl2和Na2S水溶液的浓度均为0.01mol/L‑0.1mol/L，表面活性剂为三硅氧烷，加入量为溶液总体积的0.5‰‑1‰；所述的步骤(2)中在纳米管中化学组装CdS纳米颗粒是采用真空注入法，在TiO2纳米管中填充CdCl2和Na2S前躯体水溶液，重复2‑4次，然后将TiO2纳米管分别浸渍在CdCl2和Na2S前躯体水溶液中，每次浸渍时间为20‑50s，每次取出后，将表面溶液拭干，循环此过程10‑20次；所述的真空注入技术是指利用真空水泵对TiO2纳米管抽真空，使管内真空度达到0.09MPa，溶液在外界压力下注入管内；所述的步骤(3)热处理温度为400℃‑600℃，热处理时间为1‑3h，升温和降温速率均为1～2℃/min；所述的步骤(5)中水热合成的温度为50℃‑70℃，反应时间为1‑6h。