[发明专利]一种铜/氧化钛光催化纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜/氧化钛光催化纳米材料的制备方法，属于太阳能、光催化材料和绿色农业植物保护领域，具体为一种不同形貌廉价的光催化杀灭小麦赤霉病，苹果轮纹病、苹果炭疽病、香蕉轴腐病等农业病原真菌的纳米材料及其制备方法。通过一定摩尔比的钛和铜的无机化合物，溶于醇溶液中形成混合溶液，加入一定量的氢氧化钠，得到沉淀物，再在反应釜中恒温反应；本发明采用溶剂热，通过控制反应条件可制备纳米颗粒状的铜/二氧化钛复合材料，复合材料在可见光下具有很好的杀灭小麦赤霉病，苹果轮纹病、苹果炭疽病、香蕉轴腐病等农业病原真菌的性能。整个制备过程简单，原料相对廉价，使得本方法具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于太阳能、光催化材料和绿色农业植物保护领域，具体涉及一种不同形貌铜/氧化钛廉价高效农业病原真菌防治光催化纳米材料及其制备方法。

背景技术

植物病原菌入侵宿主植物引起宿主植物感染，由病原菌所引起的植物病害导致植物局部坏死、整体死亡以及经济植物产量减少和品质下降，同时一些病原菌产生的致病物质引起人畜中毒，甚至死亡。每年农作物致害病原真菌造成巨大的经济损失。例如禾谷镰刀菌（有性态为Gibberella zeae）是引起小麦赤霉病主要病原菌， 其可以感染小麦玉米等多种作物。而禾谷镰刀菌大型分生孢子在小麦赤霉病的传播中发挥着重要的作用。禾谷镰刀菌可以产生多种霉菌毒素，对人和动物的食物安全有潜在的危险。人和动物误食了感染毒素的食品后，能够造成呕吐、腹泻等疾病，严重时还能够导致死亡。再如双胞镰孢菌是引起香蕉轴腐病的病原菌，主要发生在香蕉采后贮藏期，由根部断裂处产生白色絮状腐烂延伸至蕉肉僵化。导致香蕉品质下降，果农经济收入受损。长期以来植物病原真菌防治方法主要是利用化学合成的农药。然而，农药的使用导致病原真菌产生抗药性，残留的农药对动物和环境造成伤害和污染，如一些真菌对苯并咪唑类化合物和二甲酰亚胺产生了抗药性，这使得控制真菌生长变得更加困难。因此，发展生态友好型的材料代替化学农药，将其用于农作物真菌病害的防治可能是解决问题的有效途径。

由于半导体纳米材料所具有的各种量子效应和独特性能，使其在多相光催化领域得到了广泛应用，其中研究最多的是改性二氧化钛。在半导体材料中，TiO₂由于具有化学稳定性高、光催化反应驱动力强、价廉等特点，在光催化领域显示出广阔的应用前景。然而，由于TiO₂是宽禁带半导体，其吸收带边低于400 nm，只能吸收太阳光中占比例较少的紫外光部分，而且其光生电子和空穴较易复合，导致量子效率和催化活性下降，制约着其光催化的实际应用。因此，如何将光响应范围拓宽至可见光区域、降低半导体光激发载流子的复合率以及提高光催化效率，是以半导体TiO₂为光催化材料的多相光催化应用领域中具有挑战性的课题。为此，研究人员一直致力于对TiO₂光催化材料进行改性研究。传统的贵金属如Pt，Pd或Au等对TiO₂改性提高其可见光光催化活性的方法相对成本较高，不利于其实际应用。并且其制备方法相对也较复杂。

发明内容

针对现有材料存在可见光下杀菌性能低，制备工艺复杂和成本较高的缺点，本发明要解决的技术问题是利用简便的方法合成成本较低的一种不同形貌铜/氧化钛廉价高效农业病原真菌防治光催化纳米材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种铜/氧化钛光催化纳米材料的制备方法，步骤如下：

（1）将钛盐溶于醇溶液中形成钛盐溶液，然后加入铜盐，混合均匀后加入氢氧化钠的醇溶液形成混合溶液；

（2）将步骤（1）得到的混合溶液倒入反应釜中，在140~220℃的条件下恒温反应2~8h，得到沉淀物；

（3）将步骤（2）得到的沉淀物用乙醇和水洗涤，干燥后得到铜/氧化钛光催化纳米材料。