[发明专利]SnO2光子晶体/TiO2复合膜光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种复合膜光催化剂及其制备方法。该催化剂由SnO₂光子晶体膜和纳米晶TiO₂膜复合而成。其制备方法为首先利用单分散聚合物有机微球在石英基片(或玻璃基片)上制备成一定厚度的Opal光子晶体模板，再将SnO₂填充到模板孔隙中得到SnO₂/聚合物有机微球复材料；然后灼烧去除模板后在表面涂一层纳米晶TiO₂薄膜，再灼烧得到反Opal结构光子晶体/TiO₂复合膜光催化剂。

2.权利要求1所述的催化剂，SnO₂光子晶体通常为反Opal结构，其厚度相当于10～50层空心微球的厚度，反Opal光子晶体中空心微球的空腔直径为100纳米～300纳米。

3.权利要求1所述的催化剂，TiO₂纳米晶粒径为5～50纳米，纳米晶TiO₂膜的厚度为200～1000纳米。

4.权利要求1所述的制备方法中，单分散聚合物有机微球的材质包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙稀、氟化聚合物、聚酰胺、聚二烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚碳酸酯以及上述物质的共聚物或共混物。

5.权力要求1中所述的Opal光子晶体模板可以由垂直沉积、旋涂、滴涂、垂直提拉等方法制备，其厚度由组装用悬浮液的浓度或组装温度或旋涂速度或提拉速度控制。

6.权利要求1所述的制备方法中，SnO₂反Opal膜的厚度由聚合物Opal光子晶体厚度所决定；空心微球的空腔直径由组装聚合物Opal光子晶体的聚合物微球粒径控制。

7.权利要求1中所述的制备方法中，纳米晶TiO₂的涂膜方法包括旋涂、刮涂、浸渍提拉等多种方法。

8.权利要求1所述的制备方法中，灼烧去除模板的温度为300～800℃。

9.本发明的复合膜光催化中，光子晶体层通常是反Opal结构也可以是Opal结构，其材质通常是SnO₂也可以是其它材料，催化剂层通常是TiO₂也可以是其它材料，只要满足以下条件即可：光子晶体层对催化剂层吸收边附近的光透明；光子晶体层的光子带隙位于催化剂层吸收边处。

10.本发明制备的光催化剂有较高的光催化活性，可用于一切光催化反应，例如光催化合成、大气净化、污水处理等多个领域。