[发明专利]一种ZnO/Ag2O光催化复合材料及其制备方法及其用途

说明书

本发明公开了一种ZnO/Ag₂O光催化复合材料及其制备方法及其用途，本发明具有以下技术效果：1、采用固相研磨法一步制备，具有操作简单、能耗低、效率高、产率高、绿色环保，基底硝酸钠可回收循环利用等显著优点，适合大规模生产；2、在氧化锌与氧化银之间形成的p‑n结有利于界面电子转移，减少光生电子空穴对的复合，其催化性能相比单一半导体催化剂有了显著提升；另一方面，由于氧化银相对于氧化锌具有更窄的带隙，所以氧化银纳米颗粒可以在太阳光照射下作为有效的光敏剂提高氧化锌的可见光催化性能；3、ZnO/Ag₂O光催化复合材料可降解含亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B的机染料废水，该光催化材料最快可在20min内降解80％以上的目标降解物，相比单一的氧化锌，其降解速率可提升13倍，显示了优异的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及一种金属氧化物半导体光催化复合材料的制备方法。

背景技术

在过去的几十年中，工业生产出的有机物污染和有毒水污染严重危害人类健康。光催化技术由于其高效率和广泛的适用性，是解决当前许多环境污染和能源问题最有前景的技术。随着纳米科学和纳米技术的稳步快速发展，纳米级别的金属氧化物半导体光催化因其广泛应用于环境修复，特别是有机污染物去除方面而备受关注。

在金属氧化物半导体中，氧化锌由于其成本低，易于制备，来源丰富和无毒性，是光催化领域中最重要的半导体之一。ZnO是一种宽带隙(3.37eV)半导体，紫外光下具有较强的光催化活性，缺点是对于可见光的利用率低，而且光腐蚀速率快，导致太阳光下ZnO光催化活性降低。为了提高氧化锌在可见光下的光催化活性，目前一般通过元素掺杂以及与其它半导体复合等方法对氧化锌进行改性。

氧化银是一种窄带隙(1.2eV)半导体，具有简单立方结构，晶格参数为0.472nm，广泛用于工业领域，作为清洁剂，防腐剂，着色剂，电极材料以及烷烃活化和烯烃环氧化的催化剂。

目前对ZnO/Ag₂O体系的研究并不多，已有文献报道的合成方法如热解沉积法、光化学合成法、水热沉淀法等往往存在着操作复杂、反应时间长、需要高温煅烧、产率低、副产物不易回收等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZnO/Ag₂O光催化复合材料及其制备方法及其应用。

本发明的技术方案是：

一种ZnO/Ag₂O光催化复合材料，由ZnO、Ag₂O组成，ZnO的质量百分比为30％～90％，Ag₂O的质量百分比为10％～70％。

一种ZnO/Ag₂O光催化复合材料的制备方法；

(1)将硝酸钠与六水合硝酸锌、硝酸银混合并研磨均匀，研磨时间为10～30分钟，硝酸钠质量百分比为68％～72％，六水合硝酸锌质量百分比为25％～27％，硝酸银质量百分比为1％～7％，得到预混合物；

(2)向预混合物中加入氢氧化钠，研磨至混合均匀，研磨时间为20～40分钟，其中加入的氢氧化钠质量百分比为预混合物的6.8％～7.8％，得到粗产物；

(3)将粗产物用去离子水洗涤，然后过滤并干燥，得到ZnO/Ag₂O光催化复合材料。

一种ZnO/Ag₂O光催化复合材料的用途，所述的ZnO/Ag₂O光催化复合材料用于在阳光下降解有机染料亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B。