[发明专利]铜基底氧化锌复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铜基底氧化锌复合材料及其制备方法和应用，所述铜基底氧化锌复合材料由铜基底和附着在铜基底上的花簇状氧化锌棒构成；所述复合材料通过以下方法制备：步骤1，按照摩尔比(1‑2)：(0.2‑0.4)：(0.2‑0.4)取十六胺、葡萄糖、氯化铜均匀分散于去离子水中，然后于100‑140℃下保温10‑16h，过滤干燥得到基底铜；步骤2，将所述基体铜中加入硝酸锌、六亚甲基四胺和去离子水，其中硝酸锌、六亚甲基四胺与步骤1中氯化铜的摩尔比为(0.2‑0.4)：(1‑1.5)：(1‑1.5)，于90‑100℃下搅拌2‑6h，过滤干燥得到铜基底氧化锌复合材料。所述铜基底氧化锌复合材料、铜基底氧化锌复合银材料都具有良好的光催化技术对水体中污染物的有效去除的应用。

技术领域

本发明涉及金属无机复合材料技术领域，特别是涉及一种铜基底氧化锌复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于我国的许多行业的快速发展(纺织、化妆品、造纸、皮革和制药等行业)每年都会产生大量的有机污染物，因此会产生大量的有机废水，这些废水排入河流湖泊等，直接对水产业和农业造成严重危害，不仅对人体的身体健康有严重的危害，而且对人们居住环境及生态环境也构成极大的威胁。传统的用于去除废水中有机物的方法包括物理吸附、生物净化、膜分离技术等，但这些方法都只是转移了有机物的位置，并没有从根本上去除有机物，可能会造成二次污染。近年来，人们对半导体光催化技术给予了极大的关注，半导体光催化技术被认为是最有效的无害化处理方法之一，可以充分利用可再生太阳能来解决环境问题和能源危机。因此开发新型光催化剂，减少环境污染具有重要意义。

半导体光催化技术可直接在光照下，激发半导体价带上的电子跃迁到导带上，而在价带上留下空穴，光生电子和空穴可将周围的水和氧气氧化成具有更高氧化性能的羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂^-)，这些自由基可以直接把废水中的有机物氧化分解，生成二氧化碳和水，从本质上将其去除。其中氧化锌是一种最常用的半导体之一，常温下禁带宽度为3.37eV，具有较大的结合能，并且其来源丰富、价格低廉，具有制备方法简单、热稳定性和化学稳定性好、无毒等特点，被公认为是当前最有应用价值的半导体光催化剂之一。

由于半导体光催化剂在光催化过程中，光生电子与空穴的高复合率严重影响其光催化效率，氧化锌作为其中之一也不例外，除此之外，光催化反应主要发生在催化剂的表面，因此光催化能力的大小与自身的形貌结构有很大的关系。现已有许多方法可以制备出各种形貌的氧化锌，像纳米棒、纳米花、纳米线等，但这些形貌的往往比表面积较小，影响晶体光催化效能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种铜基底氧化锌复合材料，通过对氧化锌材料的改性可以延缓电子与空穴复合，拓宽吸收光谱，促进催化剂表面的某些特定反应，提高光催化活性。并且通过合成不同形貌的铜来得到不同花簇状的氧化锌复合材料进而改变了氧化锌的比表面积。本发明还提供了所述铜基底氧化锌复合材料的制备方法及其在光催化降解化学有机污染物的中的应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种铜基底氧化锌复合材料，所述复合材料由铜基底和附着在铜基底上的花簇状氧化锌棒构成；所述复合材料通过以下方法制备：

步骤1，按照摩尔比(1-2)：(0.2-0.4)：(0.2-0.4)取十六胺、葡萄糖、氯化铜均匀分散于去离子水中，然后于100-140℃下保温10-16h，过滤干燥得到基底铜；

步骤2，将所述基底铜中加入硝酸锌、六亚甲基四胺和去离子水，其中步骤1中氯化铜与所述硝酸锌和六亚甲基四胺的摩尔比为(0.2-0.4)：(1-1.5)：(1-1.5)，于90-100℃下搅拌2-6h，过滤干燥得到铜基底氧化锌复合材料。

在上述技术方案中，所述步骤1中十六胺、葡萄糖、氯化铜的摩尔比为(5-6):1:1。