二氧化锡光催化剂在环境净化技术光催化降解甲基橙的应用研究

清洗世界Cleaning World 第36卷第2期2020年2月
试验研究
文章编号：1671-8909 （ 2020） 2-0036-002二氧化锡光催化剂在环境净化技术
光催化降解甲基橙的应用研究
陈栋，吴伟成，高微，冯胜
（苏州市常熟环境监测站，江苏常熟215500）
摘要：基于水热法使用四氯.化锡和氢氧化钠作为原材料，在220 °C 合成了二氧化锡纳米聶。

二氧化锡纳米 晶为四方相，平均晶粒尺寸约为29 nm 。

通过傅里叶红外光谱分析表明，在低波数段观察到了 Sn-O 伸缩振动峰。

以甲基橙为降解染料，二氧化锡纳米晶在紫外光照下降解率可达82%左右。

关键词：水热法；二氧化锡；四方相；甲基橙；降解率
中图分类号:0643.36 ; X703 文献标识码：A
二氧化锡作为一种无机金属氧化物材料，具有非常
独特的光学、电学、气敏以及光催化活性，在发光器件、 电池、气敏器件以及光催化剂领域具有重要的应用。

利
用二氧化锡作为光催化剂，在紫外光照下进行环境净化，
可高效地降解多数有机染料，其成本低、无毒、电荷迁 移率高等优点已成为多数研究学者热衷的候选材料。

然
而，二氧化锡的光催化活性的好坏，取决于所选择的制
备方法。

水热法是一种可合成比表面积大、电荷迁移率
高的金属氧化物的有效方法，釆用该方法可合成具有高
效光催化活性的二氧化锡光催化剂。

因此，本文采用水
热法合成二氧化锡纳米晶，并在紫外光辐照下研究了它
光催化降解甲基蓝的降解活性。

1实验
1.1二氧化锡纳米晶的合成
称取四氯化锡和氢氧化钠适量，将其溶解在60 mL
去离子水中。

待溶解完全后，继续搅拌5 h 。

随后，将 其转移至带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，反应溶液加
至内衬的1/3体积，拧紧反应釜。

将反应釜置于干燥箱 中，10 °C /min 升温至220 °C 保温60 h 。

待冷却至室温后，
将上层清液倒掉，并用盐酸清洗数次。

将获得的样品置
入干燥箱中在150 °C 下干燥12 h,获得二氧化锡纳米晶。

1.2二氧化锡纳米晶的表征
采用X 射线粉末衍射仪研究二氧化锡纳米晶的晶
相；釆用傅里叶红外光谱仪研究二氧化锡纳米晶的的官 能团;采用分光光度计研究二氧化锡纳米晶的光催化活性。

2结果与讨论
图1二氧化锡的XRD 图图1是通过水热法在220 °C 获得的二氧化锡的
XRD 图。

所有衍射峰均为四方相的二氧化锡的衍射峰,
JCPDS 卡片号为41-1445,不含任何杂质峰。

根据谢乐 公式（1）,可计算出二氧化锡的平均晶粒尺寸（D ）。

（0-0o ）cos （9这里斤，A, 0,几和e 分别是形状因子，入射x 射 项目信息：常熟市科技发展计划（社会发展）：基于表面増强拉曼的抗生素痕量快速检测.编号：CS20I801 ;
作者简介：陈栋（1970-）,男，大学本科.T.程师，主要研究领域为环境监测，
收稿日期:2020-01-09
o
第36卷陈栋等.二氧化锡光催化剂在环境净化技术光催化降解甲基橙的应用研究•37•
线波长，实验样品半高宽，标准Si样品半髙宽和衍射角。

通过计算，二氧化锡的平均晶粒尺寸约为29nm。

实验
表明，通过水热法在2209可获得高纯的四方相的二氧
化锡纳米晶。

波数/cm
图2二氧化锡的红外光谱图
图2是通过水热法在220°C获得的二氧化锡的红外光谱图，测试波数范围为400-4000cm"。

一般地，低波数段的特征峰为金属-氧的官能团，高波数段的特征峰为吸附水或有机物官能团。

在本实验中，601cm"的特征峰为Sn-O的伸缩振动峰，可见通过该方法能成功获得二氧化锡。

其余高波数段的特征峰如3425和1657cm1主要是吸附水的伸缩振动和弯曲振动峰。

图3是通过水热法在220°C获得的二氧化锡的光催化活性图。

以甲基橙为目标降解染料，浓度为0.5g/L,二氧化锡催化剂含量为0.8g^o当染料溶液中不加入二氧化锡时，在紫外光照4h后，染料几乎没有降解。

当加入二氧化锡光照4h后，降解率达到了82%左右。

可见，二氧化锡可作为一种潜在的紫外光催化剂。

3结论
采用水热法在220°C制备了二氧化锡纳米晶，其晶 粒尺寸约为29nm,标准JCPDS卡片号为41・1445。

红
图3二氧化锡的光催化活性图
外光谱在低波数段观察到了Sn-0的伸缩振动峰。

以甲基橙为降解染料，在二氧化锡光催化剂作用下紫外光照4h后，降解率为82%o实验结果表明，SnC)2是一种可用于降解有机染料的潜在的紫外光催化剂。

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