氧化锌/钛酸锌核壳纳米线复合光催化剂的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了氧化锌/钛酸锌核壳纳米线复合光催化剂的制备方法及其应用，属于环境污染治理技术领域。催化剂制备包括以下步骤：1)水热法制备氧化锌纳米线模板，其纳米线直径大约200nm左右，长约为几微米。2)采用溶胶-凝胶的湿化学方法在氧化锌纳米线模板外均匀包覆一层二氧化钛。3)高温煅烧，发生固相反应，氧化锌/钛酸锌核壳纳米线。本发明制备复合光催化剂具有该方法方便简单，室温即可进行，性能稳定以及合成过程属于绿色化学范畴等优点。钛酸锌的复合不仅拓宽了氧化锌纳米线的光响应范围，提高了电子空穴的分离效率，而且提高了对有机污染物的光催化降解效率，具有很高的实用价值和应用前景。

主权项

一种氧化锌/钛酸锌核壳纳米线复合光催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：1)氧化锌纳米线模板的制备：首先将0.58gZnSO4·7H2O搅拌下溶于60mL，0.5M的NaOH中，然后加入10mL，80％的水合肼，之后将溶液转入100mL聚四氟乙烯反应釜中，加热到90℃，维持5h；自然冷却至室温，8000转/分离心5min；水洗、醇洗各三次，得到白色固体；60℃真空干燥12h，得到氧化锌样品；2)氧化锌/二氧化钛核壳结构的制备：以氧化锌纳米线为模板，采用溶胶‑凝胶法制备氧化锌/二氧化钛核壳结构，具体方法如下：将20mg氧化锌纳米线分散于16mL正丁醇中，超声5min，形成均一悬浊液；之后加入20mgCTAB和0.5mL去离子水，搅拌45min；将0.05‑1mL的钛酸四丁酯溶于10mL正丁醇溶液中形成二氧化钛前驱体溶液，将二氧化钛前驱体溶液逐滴加入到氧化锌悬浊液中，溶液变成乳白色，持续搅拌12h以完成二氧化钛缩合反应；离心收集产物；水洗、醇洗各三次，60℃真空干燥12h，得到氧化锌/二氧化钛核壳纳米线样品；3)氧化锌/钛酸锌核壳纳米线的制备：将氧化锌/二氧化钛核壳纳米线样品置于程序升温的马弗炉中以10℃min‑1的速度升温到800℃，保持10h，氧化锌和二氧化钛在高温下发生固相反应，生成钛酸锌；然后缓慢冷却至室温；得到氧化锌/钛酸锌核壳纳米线样品。