[发明专利]一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料，其特征在于，其基体为ZnO和TiO₂的复合半导体ZnO/TiO₂，其中Zn与Ti的原子比为0.1～10。

2.一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：

(1)首先，制备含P123、F127、PMMA、PEG、CTAB成孔剂和掺杂Fe、Ni、Co、Mo、Cu、Pt、Au、Pd、Ag过渡金属的ZnO/TiO₂催化剂前驱体溶胶；

(2)再通过喷雾热解法、浸渍提拉、旋涂、丝网印刷、刮刀法涂膜方法在FTO、ITO、Ni片载体上组装过渡金属改性的多级孔复合光催化膜；

(3)最后，采用化学气相沉积法在过渡金属掺杂改性的具有ZnO/TiO₂多级孔复合光催化膜的表面直接原位生长CNTs，得到多级孔结构复合光催化剂膜材料。

3.如权利要求1所述的一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，在ZnO/TiO₂复合半导体前驱溶胶的制备过程中，加入成孔剂P123、F127、PMMA、PEG、CTAB中的一种或两种以上的组合物，成孔剂的质量百分分数为复合半导体膜材料基体ZnO/TiO₂的1～65％。

4.如权利要求1所述的一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，在ZnO/TiO₂复合半导体前驱体溶胶制备过程中，将ZnO/TiO₂基体掺杂改性的过渡金属元素的Fe、Ni、Co、Mo、Cu、Pt、Au、Pd、Ag中的一种或两种以上的组合物加入到前驱体中，掺杂过渡金属元素的质量百分数为复合半导体膜材料基体ZnO/TiO₂的0.01～2％。

5.如权利要求1所述的一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，喷雾热解法：将清洗干净的FTO、ITO、Ni片置于的热喷涂装置的热台上，热台温度为200～600℃，含成孔剂和过渡金属掺杂的前驱体喷涂液以0.5～3ml/min的速率注入喷嘴，并在N2的作用下形成喷雾，从而均匀地喷涂在FTO、ITO、Ni片，喷嘴循环喷涂1～30次。

6.如权利要求1所述的一种具有多级孔结构复合光催化剂膜材料的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(3)中，气相化学沉积原位生长碳纳米管采用固定床，在固定床反应器中放入FTO、ITO、Ni负载的过渡金属掺杂改性的多级孔结构ZnO/TiO₂复合催化膜，在惰性气氛下气氛下，对反应器进行程序升温，升温速率为3～15℃/min；当反应器内温度达到生长CNTs所需的温度为450～750℃时，通入碳源气体，生长CNTs，生长时间为5～60分钟。