專利名稱：一種半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能同時(shí)降解有機(jī)污染物和分解水制氫氣的復(fù)合光催化劑及其制備方法，具體地說是一種利用太陽(yáng)能同時(shí)光催化降解有機(jī)污染物和分解水制氫氣的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染已成為當(dāng)前急需解決的重要問題，開發(fā)潔凈的新能源和可再生能源是解決此問題的途徑之一。氫能具有清潔、可再生、燃燒值高、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了工業(yè)界和社會(huì)的極大關(guān)注。自從 1972 年 Fujishima 等(Nature, 1972,238(5358) :37-38)報(bào)道 TiO2 單晶電極上的光分解水產(chǎn)氫氣現(xiàn)象以來，光分解水制氫氣以及光分解有機(jī)污染物時(shí)使用的光催化劑的制備方法層出不窮。但是，直接使用粉體狀光催劑存在難分離回收、操作困難等缺點(diǎn)。Zhang 等(Journal of Materials Chemistry,2009,19 (18) :2771-2777)將 Ag-TiO2 異質(zhì)結(jié)負(fù)載在介孔SiO2 (KIT-6)上，催化體系的大比表面積大幅提高了催化劑的吸附能力， 增加了催化劑與污染物的接觸。Guan 等(Applied Catalysis A :2005,295(1) :71_78)利用ETS-4和ETS-10分子篩負(fù)載CdS納米粒子，發(fā)現(xiàn)分子篩有利于光生電荷的分離，并提高 CdS 的活性與穩(wěn)定性。Shangguan 等(Solar Energy Materials and Solar Cells, 2003, 80(4) :433-441)將TiO2膜負(fù)載于玻璃上，具有高的催化光分解水制氫氣活性。Hosseini等 (Applied Catalysis B !Environmental, 2007, 74 (1-2) :53-62)利用珍珠巖負(fù)載納米TiO2, 催化劑漂浮在水的表面，經(jīng)負(fù)載的TiO2具有高的光催化活性，并易于與被處理水體的分離。 Zhou 等(Advanced Materials, 2010, 22 (9) :951)以樹葉為生物模板，將 Pt/N_Ti02 做成樹葉狀結(jié)構(gòu)，催化體系具有高活性。Qiu 等(Powder Technology, (In press, Doi :10. 1016/ j.powtec. 2010. 12.032))以泡沫陶瓷負(fù)載金屬離子摻雜TiO2，光催化性能提高。從文獻(xiàn)報(bào)道來看，催化劑經(jīng)負(fù)載固定后的優(yōu)點(diǎn)有防止催化劑粉末粒子的流失并且易于連續(xù)利用； 有利于催化劑的分散、增加表面積和光源的利用率；一些載體可同半導(dǎo)體粒子發(fā)生相互作用，阻礙光生電子與空穴的復(fù)合并增加對(duì)反應(yīng)物的吸附；載體將催化劑固定，便于對(duì)催化劑進(jìn)行表面修飾并制成各種形狀的反應(yīng)器。但是，目前用的載體主要是Pt等貴重金屬、Si02、 分子篩、陶瓷和玻璃等無機(jī)載體，這些載體成本高、比表面積小和柔韌性低等缺點(diǎn)而限制了催化劑的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑及其制備方法，本發(fā)明復(fù)合光催化劑能降解有機(jī)污染物且協(xié)同制氫氣，具有催化效率高、回收容易、 成本低、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的特點(diǎn)。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑，其特征在于所述復(fù)合光催化劑是將半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)通過化學(xué)鍵絡(luò)合的形式負(fù)載分散于導(dǎo)電聚合物纖維膜的表面后得到的復(fù)合光催化劑；所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)選自ZnS_CdS/Ti02、SnS/Ti02、PbS/Ti02、Bi2S3/Ti02、SnS2/Ti02、 CdS/Ti02或SnS_CdS/Ti02，所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)尺寸為20_5000nm。其中半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)為ZnS_CdS/Ti02或SnS_CdS/Ti02時(shí)ZnS與CdS以及SnS與CdS 之間的比例任意。所述導(dǎo)電聚合物纖維膜是將聚合物和導(dǎo)電性物質(zhì)混合后高壓靜電紡絲得到的纖維直徑400nm-2 μ m的導(dǎo)電聚合物纖維膜；其中聚合物選自聚偏氟乙烯、雙份A型聚砜、聚亞苯基砜、聚醚砜、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸十二氟庚酯-甲基丙烯酸共聚物、聚苯胺、聚苯乙烯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚對(duì)苯乙烯中的一種或幾種，多種時(shí)比例任意；所述導(dǎo)電性物質(zhì)選自納米石墨、炭黑、碳納米管或聚苯胺；導(dǎo)電性物質(zhì)的添加量為聚合物質(zhì)量的1_10%。本發(fā)明半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑的制備方法，包括導(dǎo)電聚合物纖維膜的制備以及半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的負(fù)載各單元過程，其特征在于所述導(dǎo)電聚合物纖維膜的制備是將聚合物和導(dǎo)電性物質(zhì)加入溶劑中，攪拌均勻后得到粘度600cP-1400cP的混合溶液，導(dǎo)電性物質(zhì)的添加量為聚合物質(zhì)量的1-10% ;將混合溶液通過高壓靜電紡絲得到纖維直徑400nm-2 μ m的含有大量羧基的導(dǎo)電聚合物纖維膜； 紡絲電壓16000V-30000V，接收距離16cm_30cm，推進(jìn)速率O. 5-2. OmL/h。所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的負(fù)載包括負(fù)載硫化物和負(fù)載TiO2 ;其中負(fù)載硫化物是將導(dǎo)電聚合物纖維膜置于混合溶液中浸泡O. 5-10天；所述混合溶液為硝酸鉍、鋅化合物、鉛化合物、錫化合物、鎘化合物中的一種或幾種的水溶液，總物質(zhì)的量濃度為O. 1-lmol/L ;再于 40-80°C下干燥2-8小時(shí)；然后加入硫脲或硫代乙酰胺水溶液，硫脲或硫代乙酰胺的摩爾量為混合溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量之和的O. 5-2倍，在密閉容器中于50-200°C反應(yīng)O. 5-10天，洗滌并干燥后得到負(fù)載硫化物的導(dǎo)電聚合物纖維膜；負(fù)載打02是將負(fù)載硫化物的導(dǎo)電聚合物纖維膜置于O. 1-1. OmoI/L的硫酸氧鈦的水溶液中浸泡O. 5-10天，然后加入尿素水溶液,尿素的摩爾量為硫酸氧鈦的摩爾量的O. 1-10倍，在密閉容器中于50-200°C反應(yīng)O. 5-10天，洗滌并干燥后得到半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑；所述鋅化合物選自硝酸鋅、醋酸鋅或硫酸鋅；所述鉛化合物選自硝酸鉛、醋酸鉛或硫酸鉛；所述錫化合物選自四氯化錫或氯化亞錫；所述鎘化合物選自氯化鎘或硫酸鎘。本發(fā)明制備的光催化劑可用于降解污水中的有機(jī)污染物并能協(xié)同制氫氣。其中有機(jī)污染物包括甲酸、甲醇、亞甲基藍(lán)、甲基橙、苯酚等。本發(fā)明采用氙燈模擬太陽(yáng)光，主要利用波長(zhǎng)大于420nm的可見光。本發(fā)明以導(dǎo)電聚合物纖維膜為載體，聚合物由于其本身的結(jié)構(gòu)特征，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，能克服很多有機(jī)物難以作為半導(dǎo)體光催化劑載體的缺點(diǎn)。纖維膜的導(dǎo)電性和羧基的較大電負(fù)性，有利于異質(zhì)結(jié)中光生電子-空穴對(duì)的分離和擴(kuò)散，有利于提高光催化劑的催化性能；聚合物纖維對(duì)水體系中有機(jī)物的吸附，能促進(jìn)異質(zhì)結(jié)中硫化物層富集的空穴的降解作用，以及TiO2層光致電子還原水制氫氣作用。聚合物的表面張力低，能抑制水中表面張力高的泥沙等雜質(zhì)在催化體系上的沉積，減少催化體系中毒的可能性。催化劑以化學(xué)鍵與易操作的柔韌性聚合物纖維結(jié)合，不僅提高了分散性，而且在有機(jī)污染物處理協(xié)同制氫氣中避免催化劑的流失和團(tuán)聚，提高可分離和重復(fù)使用性能，有利于復(fù)合催化劑在水污染控制中的規(guī)模應(yīng)用。并且，以廢水中污染物為電子供體，實(shí)現(xiàn)降解與制氫同時(shí)進(jìn)行。與公知技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、以導(dǎo)電聚合物纖維膜為載體，紡織纖維材料獨(dú)特的網(wǎng)氈結(jié)構(gòu)負(fù)載粉末光催化劑，在污水處理協(xié)同制氫氣中避免催化劑的流失和團(tuán)聚，提高可分離和重復(fù)使用性能，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。2、聚合物纖維膜載體的導(dǎo)電性和半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)型催化劑提高催化劑降解污染物協(xié)同制氫氣的效率。
四

圖I為本發(fā)明復(fù)合光催化劑光催化過程原理示意。圖2為實(shí)施例2中導(dǎo)電聚合物纖維膜的掃描電鏡圖。圖3是實(shí)施例I中復(fù)合光催化劑的掃描電鏡圖。其中(a)是導(dǎo)電聚合物纖維上負(fù)載了 SnS2-CdS的電鏡圖，從圖中可以看出在纖維膜的表面分散有SnS2-CdS顆粒；(b)是在 SnS2-CdS顆粒的表面又負(fù)載了一層納米級(jí)TiO2的電鏡圖。圖4是實(shí)施例I中負(fù)載了 SnS2-CdS顆粒的復(fù)合光催化劑的能量色散光譜圖，從圖中可以看出，Sn原子數(shù)與Cd原子數(shù)的比為0.83 5.22。圖5是實(shí)施例2中復(fù)合光催化劑的掃描電鏡圖。其中(a)是導(dǎo)電聚合物纖維膜上負(fù)載了 ZnS-CdS的電鏡圖，從圖中可以看出在纖維膜的表面分散有ZnS-CdS顆粒；(b)是在 ZnS-CdS顆粒的表面又負(fù)載了一層納米級(jí)TiO2的電鏡圖。圖6是實(shí)施例3中復(fù)合光催化劑的掃描電鏡圖。其中(a)是導(dǎo)電聚合物纖維膜上負(fù)載了 CdS的電鏡圖，從圖中可以看出在纖維膜的表面分散有CdS顆粒；(b)是在CdS顆粒的表面又負(fù)載了一層納米級(jí)TiO2的電鏡圖。
五具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步說明本發(fā)明，列舉以下實(shí)施例，但不是用來限制權(quán)利要求所定義的發(fā)明范圍。實(shí)施例中所用的藥品來源聚偏氟乙烯美國(guó)蘇威，牌號(hào)6008 ;雙份A型聚砜美國(guó)蘇威，牌號(hào)P-1700 ;聚亞苯基砜美國(guó)蘇威，牌號(hào)R_500 ；苯乙烯-馬來酸酐共聚物上海事必達(dá)石化高技術(shù)公司，牌號(hào)214 ；納米石墨南京先豐納米材料科技有限公司，牌號(hào)XF009 ；丙烯酸六氟丁酯雪佳氟娃化學(xué)有限公司，牌號(hào)Actyf Ion-GOl, CAS編號(hào) 54052-90-3 ；四氯化錫如皋市化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)10026-06-9 ；硫酸氧鈦丹東市化學(xué)試劑廠；
5
甲基丙烯酸國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)79-41_4 ；丙酮國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)67-64_1 ；N, N- 二甲基乙酰胺國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)127-19-5 ；氯化鎘國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)7790-78_5 ；醋酸鋅國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)5970-45_6 ；丁酮國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)141-97_9 ；硫代乙酰胺國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)62-55_5 ；硫脲國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)62-56_6 ；偶氮二異丁腈國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)78-67_1 ；甲酸國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)64-18_6 ；甲醇國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)67-56_1 ；次甲基藍(lán)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，CAS編號(hào)7220-79-3，122965-43-9。實(shí)施例I :3. 6g雙份A型聚砜、O. 41g苯乙烯-馬來酸酐共聚物和O. 4g納米石墨加入14mL 丙酮和20mLN，N- 二甲基乙酰胺的混合溶劑中，攪拌24小時(shí)。然后在高壓靜電紡絲裝置上靜電紡絲，得到的纖維直徑400nm-2 μ m的導(dǎo)電聚合物纖維膜。將上述制備的導(dǎo)電聚合物纖維膜浸入到25mL O. 25moI · Γ1的氯化鎘和25mL
O.25mol · L-1四氯化錫的混合水溶液中，常溫浸泡12h，使得Cd2+、Sn4+與導(dǎo)電聚合物纖維表面的羧基充分絡(luò)合，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下50°C干燥6h ;隨后置于50mL的水熱反應(yīng)釜中，添加 40mL0. 25mol · Γ1的硫代乙酰胺水溶液，水熱120°C反應(yīng)12h，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)產(chǎn)物放于50mL去離子水中超聲波清洗3次，80°C真空干燥12h后得到CdS-SnS2/導(dǎo)電聚合物纖維膜備用。將CdS-SnS2/導(dǎo)電聚合物纖維膜放置到50mL的水熱反應(yīng)釜的中，添加20mL
O.25mol/L的硫酸氧鈦浸泡12小時(shí)，然后加入20mL O. lmol/L的尿素，120°C反應(yīng)12小時(shí)， 自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)產(chǎn)物放于50mL去離子水中超聲波清洗3次，80°C真空干燥12h 得到CdS_SnS2/Ti02/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑。本實(shí)例中以還原性水體污染物甲醇為例進(jìn)行說明，甲醇是一種常見的水中污染物。因此，甲醇的消除具有重要的環(huán)境意義。降解協(xié)同制氫氣反應(yīng)在20vol%的甲醇水溶液中放入一片CdS/Ti02/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑(I. Og)。采用500W氙燈為內(nèi)置光源，用SP-6801氣相色譜儀(5A分子篩，隊(duì)作為載氣)對(duì)所得氣體進(jìn)行定量分析。光照10小時(shí)后，產(chǎn)生O. 4L的氫氣，80%的甲醇被降解。實(shí)施例2 20g甲基丙烯酸、60g丙烯酸六氟丁酯和O. 4g偶氮二異丁腈加入帶氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌的三口燒瓶中，丁酮為溶劑，70°C反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后沉析于10倍體積的去離子水中，60°C真空干燥至恒重，得到丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸共聚物。5. Ig聚偏氟乙烯、O. 78g丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸共聚物和O. Ig碳納米管加入40.(^1^二甲基甲酰胺中，攪拌241!。然后在高壓靜電紡絲裝置上靜電紡絲，得到纖維直徑400nm-2 μ m的導(dǎo)電聚合物纖維膜。
將上述制備的導(dǎo)電聚合物纖維膜浸入到25ml 0. 25mol L—1醋酸鋅和25ml
0.25mol L-1氯化鎘的混合溶液中，常溫浸泡20小時(shí)，使得Zn2+、Cd2+和導(dǎo)電聚合物纖維表面的羧基充分絡(luò)合，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60°C干燥6h ;隨后置于50mL的水熱反應(yīng)釜中，添加 40. OmL 0. 5mol L—1的硫脲水溶液，水熱120°C反應(yīng)12h，自然冷卻至室溫。取出反應(yīng)產(chǎn)物放于50mL去離子水中超聲波清洗3次，60°C真空干燥12h后得到ZnS-CdS/導(dǎo)電聚合物纖維膜備用。將ZnS-CdS/導(dǎo)電聚合物纖維膜放置到50mL的水熱反應(yīng)釜的中，添加20mL
0.4mol/L的硫酸氧鈦常溫浸泡12小時(shí)，隨后加入20ml 0. 25mol/L的尿素，120°C反應(yīng)36小時(shí)，自然冷卻至室溫。取出反應(yīng)產(chǎn)物放于50mL去離子水中超聲波清洗3次，60°C真空干燥 12h后得到ZnS_CdS/Ti02/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑。 本實(shí)例中以還原性水體污染物甲酸為例進(jìn)行說明。降解協(xié)同制氫氣反應(yīng)在40vol%的甲酸水溶液中放入一片ZnS-CdS/Ti02/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑(0. 2g)。采用500W氙燈為內(nèi)置光源，用SP-6801氣相色譜儀(5A 分子篩，N2作為載氣)對(duì)所得氣體進(jìn)行定量分析。光照20小時(shí)后,產(chǎn)生0. 5L的氫氣,85% 的甲酸被降解。實(shí)施例3 2. 5g聚亞苯基砜、I. Og苯乙烯-馬來酸酐共聚物、0. 8g聚偏氟乙烯和0. 3g納米炭黑加入8. Og丙酮和22. OgN, N- 二甲基乙酰胺的混合溶劑中，攪拌24小時(shí)。然后在高壓靜電紡絲裝置上靜電紡絲，得到得到纖維直徑400nm-2 u m的導(dǎo)電聚合物纖維膜。將上述制備的導(dǎo)電聚合物纖維膜浸潰到50mL、0. 25mol噸―1的氯化鎘水溶液中，常溫浸泡24h，使得Cd2+和導(dǎo)電聚合物纖維表面的羧基充分絡(luò)合，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60°C干燥6h ;隨后置于50mL的水熱反應(yīng)爸中，添加40. OmL 0. 4mol L-1的硫代乙酰胺水溶液,水熱120°C反應(yīng)12h，自然冷卻至室溫。取出反應(yīng)產(chǎn)物放于50mL去離子水中超聲波清洗3次， 60°C真空干燥12h后得到CdS/導(dǎo)電聚合物纖維膜備用。將CdS/導(dǎo)電聚合物纖維膜放置到50mL的水熱反應(yīng)釜的中，添加20mL 0. 5mol/L 的硫酸氧鈦常溫浸泡20小時(shí)，然后加入20mL 0. 5mol/L的尿素，120°C反應(yīng)24h，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)產(chǎn)物放于50mL去離子水中超聲波清洗3次，60°C真空干燥12h后得到CdS/ TiO2/導(dǎo)電聚合物纖維復(fù)合光催化劑。本實(shí)例中以還原性水體污染物亞甲基藍(lán)為例進(jìn)行說明。降解協(xié)同制氫氣反應(yīng)在20mg/L的亞甲基藍(lán)水溶液中放入一片(MS/Ti02/導(dǎo)電聚合物纖維復(fù)合光催化劑。采用500W氙燈U = 254nm)為內(nèi)置光源，用SP-6801氣相色譜儀(5A分子篩，N2作為載氣)對(duì)所得氣體進(jìn)行定量分析。光照3小時(shí)后,產(chǎn)生7mL的氫氣， 亞甲基藍(lán)100%被降解。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑，其特征在于所述復(fù)合光催化劑是將半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)通過化學(xué)鍵絡(luò)合的形式負(fù)載分散于導(dǎo)電聚合物纖維膜的表面后得到的復(fù)合光催化劑；所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)選自 ZnS_CdS/Ti02、SnS/Ti02、PbS/Ti02、Bi2S3/Ti02、SnS2/Ti02、CdS/ TiO2或SnS_CdS/Ti02，所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)尺寸為20-5000nm ；所述導(dǎo)電聚合物纖維膜是將聚合物和導(dǎo)電性物質(zhì)混合后高壓靜電紡絲得到的纖維直徑400nm-2 μ m的導(dǎo)電聚合物纖維膜；其中聚合物選自聚偏氟乙烯、雙份A型聚砜、聚亞苯基砜、聚醚砜、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸十二氟庚酯-甲基丙烯酸共聚物、聚苯胺、聚苯乙烯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、 聚對(duì)苯乙烯中的一種或幾種；所述導(dǎo)電性物質(zhì)選自納米石墨、炭黑、碳納米管或聚苯胺；導(dǎo)電性物質(zhì)的添加量為聚合物質(zhì)量的1_10%。
2.—種權(quán)利要求I所述的復(fù)合光催化劑的制備方法，包括導(dǎo)電聚合物纖維膜的制備以及半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的負(fù)載各單元過程，其特征在于所述導(dǎo)電聚合物纖維膜的制備是將聚合物和導(dǎo)電性物質(zhì)加入溶劑中，攪拌均勻后得到粘度600cP-1400cP的混合溶液，導(dǎo)電性物質(zhì)的添加量為聚合物質(zhì)量的1-10% ;將混合溶液通過高壓靜電紡絲得到纖維直徑400nm-2 μ m的導(dǎo)電聚合物纖維膜；所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的負(fù)載包括負(fù)載硫化物和負(fù)載TiO2 ;其中負(fù)載硫化物是將導(dǎo)電聚合物纖維膜置于混合溶液中浸泡O. 5-10天；所述混合溶液為硝酸鉍、鋅化合物、鉛化合物、錫化合物、鎘化合物中的一種或幾種的水溶液，總物質(zhì)的量濃度為O. 1-lmol/L ;再于40-80°C 下干燥2-8小時(shí)；然后加入硫脲或硫代乙酰胺水溶液，硫脲或硫代乙酰胺的摩爾量為混合溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量之和的O. 5-2倍，在密閉容器中于50-200°C反應(yīng)O. 5-10天，洗滌并干燥后得到負(fù)載硫化物的導(dǎo)電聚合物纖維膜；負(fù)載1102是將負(fù)載硫化物的導(dǎo)電聚合物纖維膜置于O. 1-1. OmoI/L的硫酸氧鈦的水溶液中浸泡O. 5-10天，然后加入尿素水溶液,尿素的摩爾量為硫酸氧鈦的摩爾量的O. 1-10倍，在密閉容器中于50-200°C反應(yīng)O. 5-10天，洗滌并干燥后得到半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑；所述鋅化合物選自硝酸鋅、醋酸鋅或硫酸鋅；所述鉛化合物選自硝酸鉛、醋酸鉛或硫酸鉛；所述錫化合物選自四氯化錫或氯化亞錫；所述鎘化合物選自氯化鎘或硫酸鎘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電聚合物纖維膜復(fù)合光催化劑及其制備方法，其中復(fù)合光催化劑是將半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)通過化學(xué)鍵絡(luò)合的形式負(fù)載分散于導(dǎo)電聚合物纖維膜的表面后得到的復(fù)合光催化劑；所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)選自ZnS-CdS/TiO2、SnS/TiO2、PbS/TiO2、Bi2S3/TiO2、SnS2/TiO2、CdS/TiO2或SnS-CdS/TiO2；所述導(dǎo)電聚合物纖維膜是將聚合物和導(dǎo)電性物質(zhì)混合后高壓靜電紡絲得到的纖維直徑400nm-2μm的導(dǎo)電聚合物纖維膜。本發(fā)明利用導(dǎo)電聚合物纖維的導(dǎo)電性和異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，在污水處理協(xié)同制氫氣過程中有利于電子空穴分離，提高催化劑的催化效率。
文檔編號(hào)C01B3/04GK102600905SQ201210037508
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者任鳳梅, 何妙妙, 周正發(fā), 張 浩, 徐衛(wèi)兵, 胡偉, 馬愛勤 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)