[发明专利]一种具有氧化锌/二氧化钛异质结构的光催化涂层及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述光催化涂层包括由直径为10~50nm的纳米ZnO晶粒堆积而成的ZnO堆簇，以及嵌入所述ZnO堆簇中的纳米TiO₂颗粒；所述光催化涂层中，ZnO与TiO₂的质量比为5~20：1；

所述ZnO堆簇呈团状结构，具有疏松多孔结构，直径为3~30μm；

经Tauc模型拟合计算，所述光催化涂层的带隙宽度为2.88~3.01eV；

所述光催化涂层的制备方法包括步骤：

（1）以无水乙醇-水为溶剂，配制锌盐溶液，并调节所述锌盐溶液的pH值至4~6，再加入表面活性剂和纳米二氧化钛，得到喷涂原料；

（2）经液料热喷涂，将所述喷涂原料沉积到基体表面，得到所述具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层；

所述锌盐溶液中的锌盐选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的至少一种；

所述锌盐与纳米二氧化钛的质量比为5~100：1；

所述液料热喷涂包括液料雾化和热喷涂，其中液料雾化时液料流量为100~120mL/min。

2.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中：

所述溶剂中，无水乙醇与水的体积比为1~4：1；

所述锌盐溶液的浓度为0.1~1mol/L。

3.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中：

所述表面活性剂选自聚乙二醇、聚乙烯亚胺、柠檬酸铵、聚丙烯酸中的至少一种；

以所述喷涂原料中纳米二氧化钛的质量计，所述表面活性剂的质量百分含量为5~20%。

4.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中：

所述基体选自氧化铝、45钢、316L不锈钢、抛光硅片或载玻片，所述基体使用前需经过预处理。

5.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述液料雾化的工艺条件为：液料喷嘴直径为φ0.2~0.5mm，液料与焰流所成的角度为90°；

所述热喷涂为等离子喷涂，工艺参数为：

电流为500~700A，电压为45~60V，喷涂距离为60~100mm，等离子喷枪移动速度为200~600mm/s，涂层喷涂遍数为1~10遍。

6.一种根据权利要求1所述的制备方法得到的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层在光催化降解有机污染物领域中的应用。