[发明专利]一种磁性Ag-ZnFe2

说明书

本发明涉及光催化降解技术领域，且公开了一种磁性Ag‑ZnFe₂O₄‑ZnO三元异质结光催化降解材料，包括以下配方原料及组分：Pr掺杂ZnO纳米花负载ZnFe₂O₄中空微球、AgNO₃、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮。该一种磁性Ag‑ZnFe₂O₄‑ZnO三元异质结光催化降解材料，Pr掺杂ZnO具有纳米花瓣状形貌，比表面积更大Pr³⁺的掺杂在ZnO晶体中产生晶格缺陷，可以作为电子捕获陷阱，减少光生电子和空穴的重组，并且与ZnFe₂O₄形成p‑n型异质结，促进了光生电子和空穴的分离，纳米银作为电子受体，促进光生电子向纳米银迁移，进一步减少光生电子和空穴的重组，使Ag‑ZnFe₂O₄‑ZnO三元异质结表现出优异的光催化活性和光降解性能，ZnFe₂O₄的禁带宽度比ZnO更低，可以提高催化剂整体对可见光的光响应性。

技术领域

本发明涉及光催化降解技术领域，具体为一种磁性Ag-ZnFe₂O₄-ZnO三元异质结光催化降解材料及其制法。

背景技术

近年来我国的水污染问题日益严峻，污染物主要有铜、铬、汞等无机重金属离子污染物，以及有机溶剂、卤化物、芳香族化合物等有机污染物，目前对于水污染的处理方法主要有物理吸附法、化学中和法、化学沉淀法等，光催化降解是一种新型高效的水污染处理方法。

纳米氧化锌的禁带宽度约为3.2eV，是一种常见的n型半导体材料，在紫外光下具有良好的光化学活性，并且氧化锌廉价易得，污染很小，是一种应用广泛的光催化材料，但是氧化锌催化材料在可见光下的光化学活性很低，光催化性能较差，并且的光生电子和空穴很容易发生重组，大大降低了氧化锌材料的光催化活性和光降解性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种磁性Ag-ZnFe₂O₄-ZnO三元异质结光催化降解材料及其制法，解决了氧化锌在可见光下的光化学活性很低的问题，同时解决了氧化锌的光生电子和空穴容易发生重组的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁性Ag-ZnFe₂O₄-ZnO三元异质结光催化降解材料，包括以下原料及组分：Pr掺杂ZnO纳米花负载ZnFe₂O₄中空微球、AgNO₃、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮，质量比为15-40:1:0.8-1:5-7。

优选的，所述磁性Ag-ZnFe₂O₄-ZnO三元异质结光催化降解材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和酚醛树脂纳米微球，置于恒温超声装置中进行超声分散处理30-60min，再加入Fe(NO₃)₃和Zn(NO₃)₂，继续超声分散处理1-2h，静置老化3-5h，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体混合物并干燥，固体混合物置于马弗炉中，进行煅烧和退火过程，制备得到ZnFe₂O₄中空微球。