多硫化銦及其復合寬譜光催化材料的制備與應用.pdf

1、利用太陽光能催化降解有機污染物作為一種經濟、有效和環(huán)境友好化的污染治理方法已經展示出了巨大的應用潛力。發(fā)展能捕獲寬譜太陽光能、易于回收利用的半導體光催化劑是實現(xiàn)高效光催化降解污染物和光催化工業(yè)化應用的兩大關鍵。擁有窄禁帶的β-In2S3具有缺陷尖晶石結構，自身存在大量陽離子缺位和缺陷能帶，不僅能產生近紅外吸收，還有助于獲得光生電子，促進電子與空穴的分離，是一種良好的候選寬譜光催化劑。利用簡單的化學沉淀與水熱相結合的方法制備多硫化銦納米顆

2、粒，并將其分別與硅藻土、碳量子點制備復合物以及與纖維素纖維一起抄造光催化紙，以制備易于回收的多硫化銦基復合光催化材料，并研究各種光催化材料在紫外、可見、近紅外光輻射下的光催化活性，并初步研究其光催化機制和循環(huán)利用時的光催化穩(wěn)定性。
　　研究結果表明，所合成的β-In2S3為四方晶型的納米顆粒，顆粒形狀不規(guī)則，顆粒尺寸為5-30 nm，在紫外（30 min）、可見（180 min）和近紅外（180 min）光照下對甲基橙的降解率分別

3、高達96.2％、95.4%、67.2%，這種光催化劑只有一種晶相但具有寬光譜范圍光降解能力的現(xiàn)象是很少見的。此外，利用碳量子點(carbon dots，CDs)的上轉換性質，我們還合成了CDs/In2S3復合物以提高其在近紅外光照下的光降解能力。
　　盡管 In2S3表現(xiàn)出很高的光催化活性，但是懸浮的納米顆粒容易在光催化反應和分離過程中損失，這對于光催化劑的循環(huán)是不利的而且可能會造成二次污染。在本研究中，我們選用了孔隙率高、比表面

4、積的硅藻土作為分散多硫化銦納米顆粒的載體。In2S3/diatomite復合物中多硫化銦和硅藻土最佳質量比為1:7，其在紫外（30 min）、可見（3 h）和近紅外光（3 h）光照下對甲基橙的降解率分別達到98.9%、89.6%和83.6%。而且，1:7 In2S3/diatomite復合物光催化劑也表現(xiàn)出很好的可回收利用性。此外，通過紙張抄造工藝制備得到能夠降解甲基橙染料的多硫化銦基光催化紙，其中1:7多硫化銦/硅藻土抄造的紙張表現(xiàn)出