[发明专利]一种银/氧化锌复合材料的制备方法及应用

说明书

一种银/氧化锌复合材料的制备方法及应用，涉及氧化锌系光催化剂制备及应用技术领域。将醋酸锌、硝酸银、L‑天冬氨酸、二乙醇胺和去离子水混合均匀后，于反应釜中进行水热反应，产物经洗涤、干燥即得银/氧化锌复合材料。通过对甲基橙、罗丹明B的光催化实验发现银/氧化锌复合材料的效果比氧化锌要提升不少。利用扫描电镜、X射线衍射谱图、紫外‑可见吸收光谱图等的测试，并与氧化锌的微观结构进行对比，并从生长机理、光催化机理上分析了ZnO、Ag/ZnO，发现在Ag负载后，棒状氧化锌能够更好的组装成规则体，改变氧化锌表面的电荷分布，提高氧化锌光生电子空。总的来说，Ag的负载，对于氧化锌的性能的提升是有良好的效果的。

技术领域

本发明涉及氧化锌系光催化剂制备及应用技术领域，具体是涉及一种银/氧化锌复合材料的制备方法及应用。

背景技术

随着社会与科技的进步，材料方面的发展也在不断前行。在上个世纪80年代，对于纳米材料做出了很多研究并取得了不错的进展。在薄膜方面的制备与性能研究获得了很好的成果。1991年，日本科学家饭岛第一次使用电镜观察了碳纳米管，在此基础上，人们对纳米材料有了越来越大兴趣。1997年Z.K.Tang等人^]研究了ZnO薄膜，并为后人的研究作出了贡献。2001年，Hang等人研究了氧化锌纳米线。从此以后，在前人研究的基础上，后人不断对ZnO材料进行更深层次的研究，到目前为止，ZnO以及它的复合材料已经成为材料科学中不可或缺的一部分。

负载了银后的ZnO，即Ag/ZnO复合物，有很多作用，不但可以分解对人类造成危害的污染物等，也可以杀死各种细菌、病毒等，因此对ZnO及其复合物的研究发展变得极为有意义。负载了银的ZnO对紫外线有着较强的吸收，在波长280-400nm范围内的紫外线具有不错的屏蔽作用。从发表的有关ZnO的文献数量可知，近年来，由于ZnO具有独特的性能优势，成为全球的一个热门话题，引起了全球学者们的密切关注。而且其独有的3.37eV的禁带宽度也表现出作为光催化剂所具有的巨大潜力。ZnO的制作条件简单明了，易于操作。ZnO光催化剂具有许多优势，其制备成本低廉，具有较好的稳定性和生物相容性，而且降解的有机污染物种类多，不会造成太大的污染。

通过物理方法或化学方法用不同的金属负载在ZnO表面以提高其光催化性能，对此，很多学者做出了不懈的尝试。众多研究表明，可以通过在ZnO表面负载贵金属(如金、银、铂、钯、银、铁等)或过度金属，提高ZnO光催化性能。Ag/ZnO复合物在众多贵金属中是研究的热点之一，经过查阅大量有关Ag/ZnO的文献，我们发现，在Ag/ZnO复合物制备的过程中，银在反应体系中的存在方式更多的是以AgNO₃，在相应的还原剂的还原作用下，Ag⁺被还原为Ag，Zn²⁺，然后在矿化剂的作用下生成了ZnO，最后合成Ag/ZnO复合物。由于这种制备方法简单明了易行从而被国际社会广泛采用。但值得注意的是，在使用这种方法合成Ag/ZnO时，当负载在ZnO上的Ag的含量提高时，Ag纳米粒子粒径很难得到有效控制。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种银/氧化锌复合材料的制备方法。同时，本发明还提供了一种所制备银/氧化锌复合材料的应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种银/氧化锌复合材料的制备方法，将醋酸锌、硝酸银、L-天冬氨酸、二乙醇胺和去离子水混合均匀后，于反应釜中进行水热反应，产物经洗涤、干燥即得银/氧化锌复合材料。

作为本发明的制备方法的优选技术方案，醋酸锌、硝酸银、L-天冬氨酸、二乙醇胺和去离子水的添加量比为1.8mmol-2.5mmol：0.15mmol-0.25mmol：100mg-120mg：10mL：5mL。水热反应温度为140℃-160℃，反应时间为12h-24h。水热反应产物用去离子水洗涤两次，接着再用无水乙醇洗涤两次，再进行干燥。样品干燥温度为40℃，干燥时间为12h。