[发明专利]一种片层聚集花状氧化锌光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种片层聚集花状氧化锌光催化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1、配置锌盐溶液；S2、配置碱液；S3、混合反应制备氧化锌。本发明提供一种常温常压制备光催化活性氧化锌材料的方法，属于半导体光催化领域，工艺简单，可操作性强，适于产业化生产，在模拟日光下，将亚甲基蓝在2h内降解99.5％以上，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及光催化剂制备技术领域，具体涉及一种片层聚集花状氧化锌光催化剂的制备方法。

背景技术

氧化锌光催化技术因为具有稳定性好、成本低、安全无毒、制备简单等许多优点，在低浓度生化有机废水处理方面具有广阔的应用前景。氧化锌是一种半导体，在受到大于其禁带宽度能两个的光照射后，价带上的电子会吸收能量，从能量较低的能级迁移到能量较高的能级在原来的位置形成空穴。空穴能够与材料表面的水或氧气结合，形成具有强氧化性的活性氧，能够将多种有机污染物矿化。

近些年来，很多研究表明，通过制备原料和工艺条件的调整可以对氧化锌的形貌和晶面进行有效的调控，合成出具有高光催化活性的纳米颗粒。专利201711092022.5利用水热法制备了一种具有高光催化活性的矩形片层状氧化锌。此发明通过十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵等负离子表面活性剂和碱性缓释剂尿素等对以氢氧化钠和硝酸锌为原料合成的氧化锌进行形貌控制，整个反应在90℃-120℃下进行1-3h。虽然合成的矩形片状氧化锌具有较大的比表面积，光催化性能较好，但制备方法较复杂，使用了各种溶剂作为控制剂辅助氧化锌的合成，制备过程不环保。专利201910430011.6将六亚甲基四胺和氢氧化钠作为形貌调控剂，在高温高压下制备出纳米花状氧化锌。其制备过程耗时长且条件苛刻，需要在高温高压下反应才能形成此形貌。因此，不使用任何有机试剂作为调控剂且在温和的条件下制备出高光催化活性氧化锌的方法还很少见。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种片层聚集花状氧化锌光催化剂的制备方法，不使用有机试剂，且常温常压下即可实现，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种片层聚集花状氧化锌光催化剂的制备方法，所制备的氧化锌为片层聚集花状，其大小为2～3μm，尺寸均一，片层厚度大约为30～40nm，制备具体步骤如下：

S1、称取一份可溶性锌盐，倒入100～150份去离子水后搅拌溶解，得到可溶性锌盐溶液；

S2、称取十份氢氧化钠，倒入100～150份去离子水后溶解，得到氢氧化钠溶液；

S3、室温下将氢氧化钠溶液滴加入硝酸锌溶液中，搅拌混合溶液，再进行水热反应，反应结束后离心、清洗、烘干，得到片层聚集花状氧化锌光催化剂。

优选的，所述步骤S1中的可溶性锌盐为六水合硝酸锌，可溶性锌盐溶液为硝酸锌溶液。

优选的，所述硝酸锌溶液的浓度为0.05mol/L～0.1mol/L。

优选的，所述步骤S2中氢氧化钠溶液的浓度为0.5mol/L～2mol/L。

优选的，所述的硝酸锌与氢氧化钠的摩尔比为1:8～1:13。

优选的，所述步骤S3中的滴加速率为300ml/min～1000ml/min，混合溶液的搅拌速度为200r/min～300r/min。

优选的，所述步骤S3中的水热反应条件是：温度为10℃～30℃，反应时间为2h～6h。

优选的，所述步骤S3中的清洗是用去离子水或乙醇来清洗，清洗次数为2～3次。

优选的，所述步骤S3中的烘干温度为50℃～80℃，烘干时间为6～12h。

在光照条件下，该氧化锌光催化剂在2h内，对亚甲基蓝的降解率≥99.5％，具备优异的光催化性能。