太阳集团网址8722矿业工程系系赵明霞博士在《国际陶瓷》发表论文:《Well-designed ZnIn2S4/TiO2Z-type heterojunction for efficient photocatalytic reduction of Cr(VI)》。

近年来,随着工业化和城市化进程的推进,人工制备的产品给我们带来了极大的便利和经济繁荣,人们的生活水平越来越高,但同时它们对环境和人类健康造成了巨大的威胁,其中,电镀、化工、印染和鞣制等过程中产生的废水Cr(Ⅵ)要特别的引起注意。Cr(Ⅵ)是一种可摄入的毒物,通过皮肤接触,甚至可能导致遗传缺陷和癌症。为了消除或降低Cr(Ⅵ)对环境造成的长期危害,光催化技术是有效的减排方法之一。目前,光催化剂的开发和合成主要关注的是以下三点:①稳定性好,能够长期使用;②可见光范围内的强光吸收;③低带隙和催化效率高。三元金属硫系化合物作为理想的光催化剂具有良好的光降解性和高重复使用性,在许多领域都有应用价值。其中,ZnIn2S4已广泛用于染料废水、光催化水降解及CO2光催化还原中。ZnIn2S4的制备方法简单,合成条件温和,所得产物具有不同的形态(如纳米管、纳米带、纳米线和花状微球),表现出不同的特性。人们各种方法研究ZnIn2S4的性能改性,包括金属和非金属掺杂,构建异质结构和复合材料π-共轭结构材料。TiO2是一种典型的氧化物半导体,氧化能力强,稳定性好,价格低廉,对环境无污染。然而,TiO2只能在波长低于387 nm的紫外光下激发,限制了其大规模实际使用。为了克服这些不足,构建ZnIn2S4/TiO2异质结光催化剂具有重要的理论意义和实际应用价值。
在本论文中,我们通过以下方法构建了一种ZnIn2S4/TiO2异质结光催化剂:
本文采用水热法制备了一种z型高效ZnIn2S4/TiO2光催化剂,并表征了其晶体结构和光学性质。结果表明,ZnIn2S4纳米花瓣紧密包裹在TiO2纳米棒表面。在可见光照射下,评价了ZnIn2S4/TiO2的催化性能。Cr(VI)在ZnIn2S4/TiO2催化下60分钟内达到99%,远远优于ZnIn2S4和TiO2,具有优异的光催化性能。ZnIn2S4/TiO2光催化活性的提高可归因于其介孔结构,相对高比表面积,且延伸可见光吸收范围。同时,通过5次平行实验对比,还原率几乎没有变化,表明ZnIn2S4/TiO2表现出良好的稳定性,因此,这些改性纳米材料在污水处理方面具有潜在的应用前景。