[发明专利]生物模板法制备一种管状ZnO-SnO2

说明书

本发明公开一种基于豆芽模板法制备一种管状ZnO‑SnO₂复合纳米材料的方法，所述方法包括：（1）购买新鲜豆芽，对其进行预处理形成豆芽模板；（2）浸渍模板；（3）将浸渍后的模板取出，经清洗、浸泡、干燥、马弗炉煅烧和自然冷却后，得管状ZnO‑SnO₂复合纳米材料。本发明制备一种管状ZnO‑SnO₂复合纳米材料采用的方法简单原料来源广泛，成本低廉，绿色无污染，且制备的材料具有较高的催化活性以及热稳定性，应用这种材料进行有机染料废水的净化处理时，能有效催化降解有机染料废水。

技术领域

本发明涉及一种管状复合纳米材料的制备方法，尤其涉及以豆芽为模板制备一种管状ZnO-SnO₂复合纳米材料的方法，属于半导体光催化技术领域。

背景技术

环境废水中含有大量的有机污染物(如亚甲基蓝、甲基橙、刚果红等)，具有高色度、生物毒性和难生物降解等特性，进入水体环境中会严重影响水生植物的光合作用，对生态环境和人类健康造成严重危害。在治理水污染的众多方法中，半导体光催化技术作为一种绿色无污染、可持续的技术，具有成本低、无毒、强光催化活性等优点，因其能利用太阳能解决日益严重的能源短缺和环境污染问题，所以光催化降解技术得到了广泛的应用。

纳米科技为解决环境问题提供了有力的技术手段，将纳米材料与生物材料结合形成新型的复合材料用于污水处理具有潜在的应用前景。

生物模板法选用的模板形貌结构决定其所合成材料的形貌结构，通过对模板的原始自然结构进行筛选即可合成出具有不同形貌结构的材料，真正实现了对材料形貌结构的可控合成。这启发了我们以豆芽茎秆作为模板，利用其纤维管状结构，合成ZnO-SnO₂复合纳米材料，并将材料应用于催化处理有机染料废水。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种成本低廉、反应条件温和、工艺简单的制备一种管状ZnO-SnO₂复合纳米材料的方法。

为实现以上目的，本发明提供了一种管状ZnO-SnO₂复合纳米材料的制备方法，该方法工艺简单、灵活、成本低廉。以豆芽为模板，将金属盐溶液通过浸渍渗透的方法引入豆芽细胞组织结构中，复制豆芽的微观形貌，合成一种管状ZnO-SnO₂复合纳米材料。

技术方案：一种管状ZnO-SnO₂复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤。

(1)制备模板

购买新鲜豆芽并洗去表面的可见污渍，取其茎秆剪成约2cm左右长度，并将其浸泡于 0.1mol/L盐酸溶液中12h，取出后用去离子水洗涤至中性，形成豆芽模板。

(2)浸渍模板

(2-1)将步骤(1)所得5～10g豆芽模板分散于100～200mL乙醇溶液中，形成A混合液；

(2-2)将锌盐和锡盐溶于水配制成水溶液，记为B溶液；且所述的水溶液中金属盐溶液的总浓度为0.01～1mol/L；

(2-3)取100～200mL B溶液，在磁力搅拌下滴加到A溶液中，并持续搅拌浸渍6～48h。

(3)制备一种管状ZnO-SnO₂复合纳米材料

将步骤(2-3)浸渍后的模板取出，用去离子水洗涤数次，60℃干燥、马弗炉有氧煅烧，自然冷却后得管状ZnO-SnO₂复合纳米材料。

所述步骤(2-2)中的锌盐为氯化锌，硝酸锌，醋酸锌，硫酸锌；锡盐为四氯化锡，氯化亚锡。

所述步骤(2-2)中锌盐和锡盐的摩尔比为1:0.05～1。