CN104477972A - 一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂及制备方法 - Google Patents

一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将硫源加入离子液体和表面活性剂中，加热搅拌溶解，得混合物A；(2)将二价锌盐、三价铟盐充分溶解在去离子水中，得混合物B；(3)将混合物A和混合物B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，搅拌均匀；(4)闭高压釜，将其置于50～90℃下反应4～24h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀；(5)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤后，转移至烘箱在40～90℃下隔夜干燥后，得最终产品。本发明的制备工艺简单、原料丰富、成本低廉，产品比表面积大，催化活性高、产氢效率高。

Description

一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂及制备方法
技术领域
本发明涉及ZnIn2S4型光催化剂及其制备方法，特别涉及一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂及制备方法。
背景技术
21世纪严重的能源危机和环境问题，进一步提高了人类对所使用能源的安全、环保、高效性能的要求。氢能作为一种高热值、可再生的清洁能源成为世界关注的焦点。利用太阳能光催化分解水制氢被认为是解决能源问题最有前景的方法之一，而光催化制氢的关键是开发高效的光催化剂。ZnIn2S4因具有禁带宽度窄，能够吸收可见光，化学稳定性好和制备方法简单等优点而备受关注。
离子液体也称为室温离子液体或者低温熔融盐，通常是指熔点低于100℃的有机盐，一般由体积相对较大的有机阳离子(如烷基咪唑盐、烷基吡啶盐、烷基季铵盐、烷基季磷盐)和有机阴离子构成。由于其熔点低、不挥发、液程范围宽、热稳定性好、溶解能力强、性质可调、不易燃烧和电化学窗口宽的优点，离子液体作为一种具有优异物理化学性能的新型介质和材料备受关注。
微乳液是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂组成的均一热力学稳定体系。以离子液体代替传统的有机溶剂或水形成的新型微乳液体系，因离子液体的可设计性和性质可调性，使得这类新型的微乳液体系的性质可调，离子液体的高稳定性，更扩大了微乳液的应用范围和增强了离子液体微乳液为模版制备可控形貌的纳米材料的优势。
ZnIn2S4传统的合成方法有醇热法和水热法，均存在耗时长、耗能高以及合成出来的ZnIn2S4颗粒催化活性低等缺点。
发明内容
为了克服现有制备方法合成出的ZnIn2S4催化活性低下的缺点，本发明的目的在于提供一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的方法，比表面积大、催化活性高。
本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到的ZnIn2S4型光催化剂。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按以下重量百分比称取原料：
余量为去离子水；
(2)在20℃～90℃搅拌条件下，将硫源溶于离子液体和表面活性剂中，得到组分A；
(3)在20℃～90℃搅拌条件下，将二价锌盐和三价铟盐溶于去离子水中，得到组分B；
(4)在20℃～90℃搅拌条件下，将组分A和组分B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中；密闭高压釜，在50～90℃恒温反应4～24小时后，得到黄色沉淀；
(5)将所得黄色沉淀洗涤干燥后，得到产品ZnIn2S4光催化剂。
所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲、硫代硫酸钠、甲硫氨酸中的一种或几种。
所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-丁基-吡啶四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或几种。
所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠、烷基糖苷、1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐、1-十六烷基-3-甲基咪唑双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠中的一种或几种。
所述二价锌盐为氯化锌、硫化锌、硝酸锌、氢氧化锌中的一种或几种。
所述三价铟盐为硝酸铟、醋酸铟、氯化铟、磷酸铟中的一种或几种。
步骤(2)所述搅拌条件，具体为：以300～1200转/分钟的搅拌速度搅拌5～20分钟；
步骤(3)所述搅拌条件，具体为：以300～1200转/分钟的搅拌速度搅拌5～20分钟；
步骤(4)所述搅拌条件，具体为：以300～1200转/分钟的搅拌速度搅拌5～20分钟。
步骤(5)中所述干燥，具体为：干燥温度为40～90℃，干燥时间为24～48小时。
所述ZnIn2S4型光催化剂的晶型结构为纯六方相。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的制备方法得到的产物ZnIn2S4光催化剂，比表面大、形状均匀、催化效率高。
(2)本发明中采用离子液体微乳液热合成法制备ZnIn2S4光催化剂，原料绿色环保，对环境污染小，能够同时满足提高光催化剂产氢性能和环保的要求。
(3)本发明利用离子液体微乳液的高度热力学稳定性及粒径可调的优势，以其为载体成功合成出ZnIn2S4光催化剂，产物晶型结构规整，对可见光吸收能力强，为多功能无机纳米材料的合成提供了新的途径。
(4)本发明的离子液体微乳液热合成ZnIn2S4光催化剂的制备方法简单，操作方便，易于控制，生产成本低。
附图说明
图1为实施例2～6制备的ZnIn2S4光催化剂的X射线衍射图谱。
图2为实施例2～6制备的ZnIn2S4光催化剂的紫外-可见光吸收光谱图。
图3为实施例3制备的ZnIn2S4光催化剂催化降解甲基橙的降解率与时间关系图。
图4为实施例5制备的ZnIn2S4光催化剂N2吸附脱附曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
1)按以下重量百分比称量原料：氯化锌1％,硝酸铟4.41％，硫代乙酰胺4.41％，表面活性剂辛基苯基聚氧乙烯醚27％，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐8％，去离子水55.18％。
2)在20℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和表面活性剂辛基苯基聚氧乙烯醚的混合液中混合均匀，以搅拌速度300转/分钟，搅拌5分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在20℃条件下，将氯化锌和硝酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度300转/分钟，搅拌5分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为300转/分钟，搅拌5分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于50℃下反应4h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在40℃下干燥48小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大(56.20m3g-1)，催化活性好；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
实施例2
1)按以下重量百分比称量原料：硫化锌0.01％,醋酸铟0.06％，硫代乙酰胺0.062％，表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵7.788％，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2％，去离子水90％。
2)在50℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的混合液中混合均匀，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在50℃条件下，将硫化锌和醋酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌10分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于50℃下反应6h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在50℃下干燥24小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，测试结果见图1，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，测试结果见图2，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大催化活性好(76.70m3g-1)；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
实施例3
1)按以下重量百分比称量原料：硝酸锌0.495％,氯化铟0.736％，硫代乙酰胺1.0％，表面活性剂双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠31.3％，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐5.87％，去离子水60.599％。
2)在60℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐和表面活性剂双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)的混合液中混合均匀，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在60℃条件下，将硝酸锌和氯化铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌15分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于60℃下反应6h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在80℃下干燥24小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，测试结果见图1，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，测试结果见图2，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大催化活性好(58.10m3g-1)；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异，测试结果见图3。
实施例4
1)按以下重量百分比称量原料：二价锌盐为氢氧化锌0.0825％和硝酸锌0.0825％的混合物,磷酸铟0.697％，硫代乙酰胺0.998％，表面活性剂烷基糖苷7.85％，离子液体1-丁基-吡啶四氟硼酸盐2.94％，去离子水87.35％。
2)在70℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-吡啶四氟硼酸盐和表面活性剂烷基糖苷的混合液中混合均匀，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在70℃条件下，将氢氧化锌和磷酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌15分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于70℃下反应6h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在50℃下干燥24小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，测试结果见图1，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，测试结果见图2，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大催化活性好(58.80m3g-1)；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
实施例5
1)按以下重量百分比称量原料：氯化锌0.1363％,三价铟盐为硝酸铟0.3009％与氯化铟0.3009％的混合物，硫代乙酰胺0.6010％，表面活性剂1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐22.7％，离子液体1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐5.92％，去离子水70.042％。
2)在80℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和表面活性剂1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐的混合液中混合均匀，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在80℃条件下，将氯化锌和硝酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌15分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于80℃下反应6h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在80℃下干燥36小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，测试结果见图1，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，测试结果见图2，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大催化活性好(69.50m3g-1)，测试结果见图4；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
实施例6
1)按以下重量百分比称量原料：氯化锌0.5％,硝酸铟2.21％，硫源为硫代乙酰胺1.1％和硫代硫酸钠1.1％的混合物，表面活性剂1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐14.26％，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐3.8％，去离子水77.03％。
2)在90℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和表面活性剂1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐的混合液中混合均匀，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在90℃条件下，将氯化锌和硝酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度800转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌15分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于90℃下反应6h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在90℃下干燥36小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，测试结果见图1，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，测试结果见图2，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大催化活性好(60.30m3g-1)；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
实施例7
1)按以下重量百分比称量原料：氯化锌0.01％,硝酸铟0.0441％，硫代乙酰胺0.0441％，表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚11.49％和1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐11.49％的混合物，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐5.99％，去离子水70.93％。
2)在30℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和表面活性剂辛基苯基聚氧乙烯醚的混合液中混合均匀，以搅拌速度1200转/分钟，搅拌20分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在30℃条件下，将氯化锌和硝酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度1200转/分钟，搅拌20分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌20分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于70℃下反应6h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在70℃下干燥48小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大(78.90m3g-1)，催化活性好；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
实施例8
1)按以下重量百分比称量原料：氯化锌0.1363％,硝酸铟0.6017％，硫代乙酰胺0.6010％，表面活性剂辛基苯基聚氧乙烯醚22.7％，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐2.96％和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2.96％的混合物，去离子水70.042％。
2)在90℃条件下，将硫代乙酰胺加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和辛基苯基聚氧乙烯醚的混合液中混合均匀，以搅拌速度1200转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液A。
3)在90℃条件下，将氯化锌和硝酸铟充分溶解于去离子水中，以搅拌速度1200转/分钟，搅拌15分钟，得到澄清透明的混合物溶液B。
4)将溶液A和溶液B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中，磁力速度为1200转/分钟，搅拌15分钟使其形成稳定均匀的微乳液体系。
5)密闭高压釜，将其置于90℃下反应24h，然后让其在室温下自然冷却，得黄色沉淀，上层溶液仍为均匀稳定的澄清溶液，反应后未出现分层现象。
6)将所得黄色沉淀分别用去离子水洗涤和无水乙醇洗涤3遍后，转移至烘箱在80℃下干燥48小时后，得最终产品。
对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行X射线衍射分析，表明所制备的ZnIn2S4样品衍射峰均属于ZnIn2S4的纯六方晶相结构，并未出现ZnS、In2S3、氧化物和其他杂质的衍射峰，说明离子液体微乳液体系为反应提供了稳定的反应环境，同时也表明其具有降低反应难度的优良性能；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行紫外-可见吸收光谱分析，表明所制备的ZnIn2S4样品在可见光区域内有较宽的吸收范围；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行比表面积分析，表明所制备的ZnIn2S4样品比表面积大(60.00m3g-1)，催化活性好；对本实施例制备的ZnIn2S4光催化剂进行产氢性能分析，通过甲基橙降解实验表明所制备的ZnIn2S4样品催化产氢性能优异。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，如硫源还可为硫代乙酰胺、硫脲、硫代硫酸钠、甲硫氨酸中的一种或几种；离子液体还可为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-丁基-吡啶四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或几种；表面活性剂还为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠、烷基糖苷、1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐、1-十六烷基-3-甲基咪唑双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠中的一种或几种；二价锌盐为氯化锌、硫化锌、硝酸锌、氢氧化锌中的一种或几种；三价铟盐为硝酸铟、醋酸铟、氯化铟、磷酸铟中的一种或几种；其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按以下重量百分比称取原料：
(2)在20℃～90℃搅拌条件下，将硫源溶于离子液体和表面活性剂中，得到组分A；
(3)在20℃～90℃搅拌条件下，将二价锌盐和三价铟盐溶于去离子水中，得到组分B；
(4)在20℃～90℃搅拌条件下，将组分A和组分B转移并混合于聚四氟乙烯内衬的高压釜中；密闭高压釜，在50～90℃恒温反应4～24小时后，得到黄色沉淀；
(5)将所得黄色沉淀洗涤干燥后，得到产品ZnIn2S4光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲、硫代硫酸钠、甲硫氨酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-丁基-吡啶四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠、烷基糖苷、1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐、1-十六烷基-3-甲基咪唑双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，所述二价锌盐为氯化锌、硫化锌、硝酸锌、氢氧化锌中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，所述三价铟盐为硝酸铟、醋酸铟、氯化铟、磷酸铟中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，
步骤(2)所述搅拌条件，具体为：以300～1200转/分钟的搅拌速度搅拌5～20分钟；
步骤(3)所述搅拌条件，具体为：以300～1200转/分钟的搅拌速度搅拌5～20分钟；
步骤(4)所述搅拌条件，具体为：以300～1200转/分钟的搅拌速度搅拌5～20分钟。
8.根据权利要求1所述的一种离子液体微乳液热合成ZnIn2S4型光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述干燥，具体为：干燥温度为40～90℃，干燥时间为24～48小时。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的ZnIn2S4型光催化剂，其特征在于，所述ZnIn2S4型光催化剂的晶型结构为纯六方相。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016377A (zh) * 2015-07-02 2015-11-04 长沙学院 一种用微乳液法制备纳米KInO2材料的方法
CN106497556A (zh) * 2016-10-21 2017-03-15 景德镇陶瓷大学 一种离子液体辅助微波合成i‑iii‑vi族多元量子点的制备方法及其制得的产品
CN106905400A (zh) * 2017-02-28 2017-06-30 陕西师范大学 含双键的胆固醇类两性离子化合物及其制备方法和其制备的离子液体多相乳液
CN107308966A (zh) * 2017-07-11 2017-11-03 柳州若思纳米材料科技有限公司 一种纳米磷酸铟光催化剂的制备方法
CN108083338A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 中国科学院大连化学物理研究所 一种离子液体微乳液热合成MoS2亚微米花球的制备方法
CN108409157A (zh) * 2018-03-19 2018-08-17 中国矿业大学 一种ZnIn2S4纳米薄片阵列结构及其制备方法
CN108686678A (zh) * 2018-04-25 2018-10-23 西安建筑科技大学 一种碳毡负载硫化铟锌光电催化材料及其制备方法
CN110550650A (zh) * 2019-07-18 2019-12-10 华南理工大学 一种花状CuS亚微米球及其离子液体微乳液热合成方法
CN110975918A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 武汉理工大学 一种硫化铟锌-氮掺杂石墨烯泡沫复合光催化材料及其制备方法和应用
CN111013608A (zh) * 2019-12-31 2020-04-17 福州大学 一种金属镍修饰的硫铟锌光催化剂及其制备方法与应用
CN114018995A (zh) * 2021-10-19 2022-02-08 武汉大学 用于阴极和阳极光电化学传感通用平台的有机-无机杂化光电材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1559663A (zh) * 2004-02-27 2005-01-05 中国科学院上海硅酸盐研究所 纳米微粉的微波辅助离子液体制备方法
CN1884090A (zh) * 2006-05-23 2006-12-27 南开大学 ZnIn2S4纳米材料及其合成方法和应用
CN102836730A (zh) * 2012-09-28 2012-12-26 黑龙江省科学院石油化学研究院 一种多孔ZnIn2S4光催化剂的制备方法
CN103861620A (zh) * 2014-03-07 2014-06-18 武汉理工大学 一种碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1559663A (zh) * 2004-02-27 2005-01-05 中国科学院上海硅酸盐研究所 纳米微粉的微波辅助离子液体制备方法
CN1884090A (zh) * 2006-05-23 2006-12-27 南开大学 ZnIn2S4纳米材料及其合成方法和应用
CN102836730A (zh) * 2012-09-28 2012-12-26 黑龙江省科学院石油化学研究院 一种多孔ZnIn2S4光催化剂的制备方法
CN103861620A (zh) * 2014-03-07 2014-06-18 武汉理工大学 一种碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CUIXIA LI ET AL.: "Ionothermal/hydrothermal synthesis of the ternary metal chalcogenide ZnIn2S4", 《MATERIALS LETTERS》 *
CUIXIA LI ET AL.: "Ionothermal/hydrothermal synthesis of the ternary metal chalcogenide ZnIn2S4", 《MATERIALS LETTERS》, vol. 65, 15 May 2011 (2011-05-15), pages 2537 - 2540 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016377A (zh) * 2015-07-02 2015-11-04 长沙学院 一种用微乳液法制备纳米KInO2材料的方法
CN106497556B (zh) * 2016-10-21 2018-08-03 景德镇陶瓷大学 一种离子液体辅助微波合成i-iii-vi族多元量子点的制备方法及其制得的产品
CN106497556A (zh) * 2016-10-21 2017-03-15 景德镇陶瓷大学 一种离子液体辅助微波合成i‑iii‑vi族多元量子点的制备方法及其制得的产品
CN108083338B (zh) * 2016-11-23 2019-11-12 中国科学院大连化学物理研究所 一种离子液体微乳液热合成MoS2亚微米花球的制备方法
CN108083338A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 中国科学院大连化学物理研究所 一种离子液体微乳液热合成MoS2亚微米花球的制备方法
CN106905400B (zh) * 2017-02-28 2019-05-14 陕西师范大学 含双键的胆固醇类两性离子化合物及其制备方法和其制备的离子液体多相乳液
CN106905400A (zh) * 2017-02-28 2017-06-30 陕西师范大学 含双键的胆固醇类两性离子化合物及其制备方法和其制备的离子液体多相乳液
CN107308966A (zh) * 2017-07-11 2017-11-03 柳州若思纳米材料科技有限公司 一种纳米磷酸铟光催化剂的制备方法
CN108409157A (zh) * 2018-03-19 2018-08-17 中国矿业大学 一种ZnIn2S4纳米薄片阵列结构及其制备方法
CN108686678A (zh) * 2018-04-25 2018-10-23 西安建筑科技大学 一种碳毡负载硫化铟锌光电催化材料及其制备方法
CN110550650A (zh) * 2019-07-18 2019-12-10 华南理工大学 一种花状CuS亚微米球及其离子液体微乳液热合成方法
CN110550650B (zh) * 2019-07-18 2022-02-15 华南理工大学 一种花状CuS亚微米球及其离子液体微乳液热合成方法
CN110975918A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 武汉理工大学 一种硫化铟锌-氮掺杂石墨烯泡沫复合光催化材料及其制备方法和应用
CN111013608A (zh) * 2019-12-31 2020-04-17 福州大学 一种金属镍修饰的硫铟锌光催化剂及其制备方法与应用
CN114018995A (zh) * 2021-10-19 2022-02-08 武汉大学 用于阴极和阳极光电化学传感通用平台的有机-无机杂化光电材料及其制备方法
CN114018995B (zh) * 2021-10-19 2024-03-26 武汉大学 用于阴极和阳极光电化学传感通用平台的有机-无机杂化光电材料及其制备方法

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