[发明专利]一种基于银修饰的纳米氧化亚铜光催化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化材料制备方法技术领域，涉及一种基于银修饰的纳米氧化亚铜光催化材料的制备方法。

背景技术

纳米Cu₂O的禁带宽度约为2.1eV，是少有的可以被可见光激发的半导体材料，也是一种有金属缺位的P型半导体材料，能够有效吸收可见光范围内波长的光，从而产生光生电子和空穴。当用能量大于Cu₂O带隙宽度的光激发时，电子和空穴便会在半导体表面及内部迅速转移以氧化或还原表面吸附物，进而将各种有机无机污染物降解为CO₂和H₂O，且无二次污染，因此Cu₂O在环保、去污领域具有广泛应用前景。但单纯的纳米Cu₂O的电子和空穴的复合率高，光能利用率低，光催化效果差，其对太阳光的转换效率也不理想。现有改进方法是将Cu₂O作为一种敏化半导体与另一种带隙半导体进行耦合，形成具有高催化效率的p-n结。但此方法操作复杂，未明显提高半导体材料的光电转换效率及电子-空穴复合率高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于银修饰的纳米氧化亚铜光催化材料的制备方法，能制备出光催化效果更好的含金属Ag修饰的Cu₂O薄膜。

本发明所采用的技术方案是，一种基于银修饰的纳米氧化亚铜光催化材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备Cu₂O薄膜；

步骤2，将步骤1中制备的Cu₂O薄膜浸入硝酸银溶液中进行反应，得到金属银修饰的纳米Cu₂O光催化材料。

本发明的特点还在于，

所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1，将ITO导电玻璃在超声仪中用溶剂进行超声清洗，将清洗后的ITO导电玻璃作为工作电极，参比电极和对电极分别为甘汞电极和铂电极；

步骤1.2，配置电解液，以硫酸铜溶液和乳酸溶液的混合溶液作为电解液；

步骤1.3，给步骤1.2中配置好的电解液中加入NaOH溶液调节pH为10.0～11.5；

步骤1.4，将步骤1.3中调节好pH的电解液在一定的沉积电压和搅拌速度下，并在电化学工作站中沉积40～60min，得到Cu₂O薄膜。

所述步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，将步骤1中所得Cu₂O薄膜浸入含有Ag⁺的硝酸银溶液中进行反应，保持薄膜位置10s～30s不动，得到含有银修饰的Cu₂O薄膜；

步骤2.2，将经步骤2.1反应后所得的含有银修饰的Cu₂O薄膜用蒸馏水清洗，自然晾干，得到金属银修饰的纳米Cu₂O光催化材料。

所述步骤1.1中依次用丙酮和乙醇对ITO导电玻璃进行超声清洗。

所述步骤1.2具体按照以下步骤实施：

步骤1.2.1，配置浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的硫酸铜溶液；

步骤1.2.2，配置浓度为0.1mol/L～1.0mol/L的乳酸溶液；

步骤1.2.3，将配置好的硫酸铜溶液与乳酸溶液按照体积比为2～3：1的比例在超声条件下混合，静置5～10min，得到制备Cu₂O的电解液。

步骤1.3中所述的NaOH溶液浓度为4～5mol/L。

步骤1.4中的沉积电压为-0.55V～-0.40V，搅拌速度为100rpm～200rpm，沉积时间为40～60min。

步骤2.1中的硝酸银的浓度为0.01mol/L～0.05mol/L。

步骤1.2.3中的超声条件为超声电功率为300～500W，工作频率为40～60KHz。

本发明的有益效果是，本发明的一种基于银修饰的纳米氧化亚铜光催化材料的制备方法操作简单，可较准确控制所制光催化材料的形貌；有效提高了光催化材料的稳定性，重复利用率也高；克服了现有改性纳米Cu₂O薄膜的技术难题；较大程度提高了Cu₂O的光催化活性，使光催化剂在实际生活、生产中得到进一步推广应用，更具可操作性及应用性。

附图说明

图1是Cu₂O薄膜和金属银修饰的纳米Cu₂O薄膜的XRD衍射图谱；