CN101716526A - 贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法 - Google Patents

贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101716526A
CN101716526A CN200910198234A CN200910198234A CN101716526A CN 101716526 A CN101716526 A CN 101716526A CN 200910198234 A CN200910198234 A CN 200910198234A CN 200910198234 A CN200910198234 A CN 200910198234A CN 101716526 A CN101716526 A CN 101716526A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyaniline
noble metal
zns
nanometer zns
composite photocatalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910198234A
Other languages
English (en)
Inventor
刘引烽
冒海燕
陆强
杨红
冉明浩
张夏聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN200910198234A priority Critical patent/CN101716526A/zh
Publication of CN101716526A publication Critical patent/CN101716526A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种贵金属(钯、铂、银、金)修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂的制备方法，属于化学制剂制备技术领域。本发明的特征在于光催化剂是将贵金属沉积于纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂表面制备得到，按下述步骤实现：(1)采用配位转化法，以导电高分子聚苯胺与Zn2+的配合物为基体，引入硫源，使Zn2+在聚苯胺链间转化为富硫纳米ZnS，制备富硫纳米ZnS/聚苯胺复合体系；(2)贵金属离子与上述富硫纳米ZnS/聚苯胺复合体系中过量S2-反应，通过化学沉积法制备贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。本发明的特点是：方法简便、不需要昂贵的设备，制备的催化剂有良好的导电性和较强的光催化作用，可用于催化还原二氧化碳制备甲醇、环境污染治理及杀菌等领域。

Description

贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合纳米光催化剂及其制备方法，特别是一种贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法。
背景技术
随着社会经济日新月异的发展，能源紧张、资源短缺及环境污染等已成为威胁人类生存而急需解决的全球性问题。因而，利用天然可再生资源，开发环境友好产品和技术成为可持续发展的必然趋势。光催化技术的特点是能够利用天然宝贵的太阳能、高效节能、操作简便且无二次污染。这种环境友好型新技术在废水废气净化、有机合成及抗菌材料生产等领域具有广阔的应用前景，近年来在国内外得到广泛研究。
纳米硫化物半导体纳米材料具有独特的光学非线性、电致发光、光致发光等光学特性，以及量子尺寸效应和其它一些重要的物理、化学性能，已受到广泛关注。选择纳米半导体催化CO2的光还原反应遵循以下两个原则：既利于太阳能利用，又具有较高的催化效率。低能隙的ZnS等II-VI族半导体光吸收波长较长，制成纳米尺寸后不影响其对太阳能的利用，可以通过改变尺寸来调节光响应特性，以提高其光催化效率，是优异的光催化半导体，可以用于诸如有机污染物的降解、从水中制氢、CO2的光还原、有机光合成、醛及其衍生物的光还原、卤代苯脱卤以及水中有毒重金属离子的光还原等许多光催化领域。
采用高分子为基体制备纳米硫化物是纳米材料制备中一种常用的手段。不同高分子基体的选择会对相应的纳米复合材料的性能产生一定的影响。在催化剂方面，研究较多的是利用共轭聚合物与TiO2复合体系对染料的光催化分解。所用共轭聚合物包括聚3-己基噻吩、芴噻吩共聚物等，研究其光催化降解罗丹明B、苯酚、甲基橙、亚甲基蓝等，研究结果均表明，引入共轭聚合物可以显著增强纳米TiO2的光催化活性。但是，共轭聚合物体系对某些反应的催化效率仍然不高；对于以氧化还原反应为典型特征的光催化反应，如何加强催化剂的反应性是重要的方向。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
本发明的目的之二在于提供该催化剂的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的机理是：(1)应用配位转化法，以导电高分子聚苯胺与Zn2+的配合物为基体，引入硫源，使Zn2+在聚苯胺链间转化为富硫纳米ZnS，制备富硫纳米ZnS/聚苯胺复合体系；(2)贵金属离子与上述富硫纳米ZnS/聚苯胺复合体系中过量S2-反应，通过化学沉积法制备贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
根据上述机理，本发明采用如下技术方案：
一种贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂，其特征在于该催化剂是以聚苯胺为基体，纳米ZnS均匀分散在聚苯胺中形成ZnS/聚苯胺复合体系，贵金属沉积于纳米ZnS/聚苯胺复合体系表面而形成的复合光催化剂，其中聚苯胺中的N元素与Zn元素的摩尔比为1∶1，贵金属与Zn元素的摩尔比为(0.001～0.01)∶1。
上述的贵金属为：钯、铂、银或金。
一种制备上述的贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将聚苯胺与ZnCl2溶于NMP中，并控制聚苯胺中的N元素与Zn元素的摩尔比为1∶1，55℃～65℃下搅拌25～30分钟，再滴加Na2S的水溶液，并控制Zn元素与S元素的摩尔比为：1∶(1.01～1.2)，滴加完毕后，继续反应25～30分钟，再加入贵金属离子的水溶液，并控制贵金属元素与ZnS的摩尔比为(0.001～0.01)∶1，搅拌5～15分钟后将反应混合液经水洗、离心分离，所得沉淀于130℃下真空干燥；研磨后置于H2氛围下常温活化，活化时间控制在10min～24h，即获得贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
上述的贵金属离子的水溶液为氯化钯溶液、氯铂酸溶液、硝酸银溶液或氯金酸溶液。
本发明具有如下优点：
(1)原料来源广泛、操作简便，既适于实验室合成，又易于实现工艺化。
(2)聚合物能够提供稳定的网络结构，在纳米晶粒生长过程中可以限制晶粒的继续生长，对于已经生成的纳米晶粒具有良好的限制和保护作用，使所得纳米硫化锌具有较高的尺寸均一性和稳定性；同时，低能隙聚合物能够拓宽光催化剂的光谱响应范围，提高光能的利用率。
(3)沉积于半导体表面的贵金属能够起到吸氢作用，增强催化剂的还原能力；此外，当贵金属与半导体接触后，费米能级的持平使得电子从半导体向金属流动，通过改变体系电子分布实现电子和空穴的分离，抑制载流子的复合，从而提高光催化效率。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例进一步说明如后。
实施例一：将20.00mL 0.44％聚苯胺的NMP溶液与10.00mL 0.1M ZnCl2的NMP溶液混合，60℃下搅拌30min，向上述溶液中滴加0.1M Na2S的水溶液10.10mL，3min内滴加完毕，继续反应30min，加入10.00mL 0.0001M PdCl2水溶液，Pd沉积量控制为Pd/ZnS(摩尔比)＝0.1％，搅拌10min后将反应混合液离心分离、水洗3次，分离所得沉淀于130℃下真空干燥24h。干燥后的沉淀置于H2氛围下常温活化30min，即可得Pd修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
实施例二：将20.00mL 0.44％聚苯胺的NMP溶液与10.00mL 0.1M ZnCl2的NMP溶液混合，60℃下搅拌30min，向上述溶液中滴加0.1MNa2S的水溶液10.00mL，3min内滴加完毕，继续反应30min，将反应混合液水洗、离心分离3次，所得沉淀于130℃下真空干燥24h。研磨后取1g分散于20.00mL水中，加入45.00mL 0.001M Na2S水溶液，搅拌10min后加入10.00mL 0.00265M氯金酸水溶液，Au沉积量控制为Au/ZnS(摩尔比)＝0.5％，继续搅拌5min后抽滤、淋洗，所得沉淀于80℃下真空干燥。研磨后置于H2氛围下常温活化8h，即可得Au修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
实施例三：将20.00mL 0.44％聚苯胺的NMP溶液与10.00mL 0.1M ZnCl2的NMP溶液混合，60℃下搅拌30min，向上述溶液中滴加0.1MNa2S的水溶液10.30mL，3min内滴加完毕，继续反应30min，加入10.00mL 0.0003M氯铂酸水溶液，Pt沉积量控制为Pt/ZnS(摩尔比)＝0.3％，搅拌10min后将反应混合液离心分离、水洗3次，分离所得沉淀于130℃下真空干燥24h。干燥后的沉淀置于H2氛围下常温活化6min，即可得Pt修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
实施例四：将20.00mL 0.44％聚苯胺的NMP溶液与10.00mL 0.1M ZnCl2的NMP溶液混合，60℃下搅拌30min，向上述溶液中滴加0.1MNa2S的水溶液10.00mL，3min内滴加完毕，继续反应30min，将反应混合液水洗、离心分离3次，所得沉淀于130℃下真空干燥24h。研磨后取1g分散于20.00mL水中，加入25.00mL 0.001M Na2S水溶液，搅拌10min后加入10.00mL 0.00371M AgNO3水溶液，Ag沉积量控制为Ag/ZnS(摩尔比)＝0.7％，继续搅拌5min后抽滤、淋洗，所得沉淀于80℃下真空干燥。研磨后置于H2氛围下常温活化2h，即可得Ag修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。

Claims (4)

1.一种贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂，其特征在于该催化剂是以聚苯胺为基体，纳米ZnS均匀分散在聚苯胺中形成ZnS/聚苯胺复合体系，贵金属沉积于纳米ZnS/聚苯胺复合体系表面而形成的复合光催化剂，其中聚苯胺中的N元素与Zn元素的摩尔比为1∶1，贵金属与Zn元素的摩尔比为(0.001～0.01)∶1。
2.根据权利要求1所述的贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂，其特征在于所述的贵金属为：钯、铂、银或金。
3.一种制备根据权利要求1或2所述的贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将聚苯胺与ZnCl2溶于NMP中，并控制聚苯胺中的N元素与Zn元素的摩尔比为1∶1，55℃～65℃下搅拌25～30分钟，再滴加Na2S的水溶液，并控制Zn元素与S元素的摩尔比为：1∶(1.01～1.2)，滴加完毕后，继续反应25～30分钟，再加入贵金属离子的水溶液，并控制贵金属元素与ZnS的摩尔比为(0.001～0.01)∶1，搅拌5～15分钟后将反应混合液经水洗、离心分离，所得沉淀于130℃下真空干燥；研磨后置于H2氛围下常温活化，活化时间控制在10min～24h，即获得贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的贵金属离子的水溶液为氯化钯溶液、氯铂酸溶液、硝酸银溶液或氯金酸溶液。
CN200910198234A 2009-11-03 2009-11-03 贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法 Pending CN101716526A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910198234A CN101716526A (zh) 2009-11-03 2009-11-03 贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910198234A CN101716526A (zh) 2009-11-03 2009-11-03 贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101716526A true CN101716526A (zh) 2010-06-02

Family

ID=42431221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910198234A Pending CN101716526A (zh) 2009-11-03 2009-11-03 贵金属修饰纳米ZnS/聚苯胺复合光催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101716526A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102451762A (zh) * 2010-11-01 2012-05-16 上海大学 环化聚丙烯腈复合多金属氧化物的制备方法
CN102626658A (zh) * 2012-03-28 2012-08-08 南京理工大学 铁酸盐/聚苯胺磁性纳米催化剂及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102451762A (zh) * 2010-11-01 2012-05-16 上海大学 环化聚丙烯腈复合多金属氧化物的制备方法
CN102451762B (zh) * 2010-11-01 2013-04-03 上海大学 环化聚丙烯腈复合多金属氧化物的制备方法
CN102626658A (zh) * 2012-03-28 2012-08-08 南京理工大学 铁酸盐/聚苯胺磁性纳米催化剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Highly efficient photocatalytic hydrogen evolution and simultaneous formaldehyde degradation over Z-scheme ZnIn2S4-NiO/BiVO4 hierarchical heterojunction under visible light irradiation
US20220042184A1 (en) Preparation Method and Application of Non-noble Metal Single Atom Catalyst
Wu et al. Control strategy on two-/four-electron pathway of water splitting by multidoped carbon based catalysts
Dou et al. The simultaneous promotion of Cr (VI) photoreduction and tetracycline removal over 3D/2D Cu2O/BiOBr S-scheme nanostructures
CN107649150B (zh) 一种富含硫空位的Cd/CdS异质结可见光催化剂的制备方法及其应用
Chi et al. An efficient B/Na co-doped porous g-C3N4 nanosheets photocatalyst with enhanced photocatalytic hydrogen evolution and degradation of tetracycline under visible light
CN103480399B (zh) 一种微纳结构磷酸银基复合可见光催化材料及其制备方法
CN109201102B (zh) 一种Z型异质结M-C3N4/CdS复合光催化剂的制备方法
Ren et al. Depositing Ag nanoparticles on g-C3N4 by facile silver mirror reaction for enhanced photocatalytic hydrogen production
CN108745382B (zh) 一种NiCd双非贵金属修饰的CdS可见光催化剂的制备方法及其应用
Jin et al. Graphdiyne (C n H2 n–2)-Based GDY/CuI/MIL-53 (Al) S-Scheme Heterojunction for Efficient Hydrogen Evolution
Wang et al. S-scheme heterojunction photocatalysts for H2O2 production
CN105126917B (zh) 一种铜/氧化亚铜/环化聚丙烯腈可见光催化剂的制备方法
CN110270357B (zh) 一种表面磷酸镍修饰的二氧化钛光催化剂及其制备方法和用途
CN102861597B (zh) 一种响应可见光的光解水制氢催化剂及其制备方法
She et al. Spatially separated bifunctional cocatalysts decorated on hollow-structured TiO2 for enhanced photocatalytic hydrogen generation
CN105498820A (zh) 高可见光电子转移Au/g-C3N4负载型光催化材料的制备方法
CN111437884A (zh) 一种复合光催化剂及其制备方法
CN111359652A (zh) 一种氮化碳基镍金双金属负载型催化剂及其制备方法
CN108079993B (zh) 氧化亚铁/氧化亚铜纳米复合材料的制备方法
Zhang et al. Surface anchoring of nickel sulfide clusters as active sites and cocatalysts for photocatalytic antibiotic degradation and bacterial inactivation
Shi et al. Cellulose template designed porous ZnO based catalysts with different valence copper for solar photocatalytic CO2 conversion
Jin et al. Constructing a tandem heterojunction: S-scheme heterojunction and Ohmic junction based on graphdiyne, synergistically optimizing photocatalytic hydrogen evolution
CN103342402A (zh) 氮掺杂的氧缺位型TiO2催化剂降解亚甲基蓝的方法
Chen et al. Facile Construction of Cu3P/ZnIn2S4 Heterojunctions for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100602