CuBi2O4/ZnIn2S4光催化剂的制备与光催化性能

张 逸 炜， 王 宇， 郑 楠， 董 晓 丽

(大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

硫铟锌(ZnIn2S4)是一种新型三元金属硫化物光催化剂，拥有立方相和六方相两种不同的晶相[1]，由于具有较好的光学和化学稳定性、较强的可见光利用率及比表面积大等优点，被广泛应用于光催化产氢[2-3]、降解废水[4-6]、CO2还原[7]、光催化固氮[8]等领域。尽管ZnIn2S4与其他催化剂相比优势明显，但因其自身结构限制，光生载流子的分离效率、电子传输能力及光催化能力等仍然需要进一步提升。Chen等[4]通过水热法制备的立方相ZnIn2S4光催化剂，在3 h左右可将甲基橙染料几乎降解完全，六方相的ZnIn2S4光催化剂在相同时间内对甲基橙染料的降解率仅达52%。为了将ZnIn2S4光催化剂的性能进一步提升，研究者们采用多种方法对ZnIn2S4进行改性，目前主要方法有形貌调控[9]、金属和非金属掺杂[10-11]、构筑异质结构[12]、与π共轭结构[13]材料复合等，这些改性对光催化剂的光催化活性有明显提升。2020年Yuan等[14]通过将BiVO4与ZnIn2S4复合形成BiVO4/ZnIn2S4Z型异质结复合材料，4 h可见光照射后，将纯相ZnIn2S4对甲基橙62%的降解率提高至86%。本研究通过二次水热法构建了CuBi2O4/ZnIn2S4(简称CBO/ZIS)异质结光催化剂，并分析了其结构与性能。

1 实 验

1.1 试 剂

五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、氢氧化钠(NaOH)，北京伊诺凯科技有限公司；三水合硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)，天津市大茂化学试剂厂；乙酸锌(Zn(CH3COO)2)、无水乙醇，国药集团化学试剂有限公司；四水合氯化铟(InCl3·4H2O)，阿拉丁生化科技有限公司；硫代乙酰胺(CH3CSNH2，TAA)，天津市光复精细化工研究所；甲基橙(C14H14N3NaO3)，天津市天新精细化工开发中心。……