[发明专利]银/氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了银/氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂的制备方法，属于光催化材料的合成技术领域，包括如下步骤：步骤1、氧化锌粉末加入硝酸银溶液中，搅拌中缓慢滴加氢氧化钠溶液，结束后离心洗涤，烘干，退火，使氧化锌上负载纳米银即银/氧化锌；步骤2、将银/氧化锌加入氧化石墨烯分散液，超声后搅拌，加入交联还原剂，进行水热反应，冷冻干燥制备得到负载有银/氧化锌粉末的石墨烯气凝胶。本申请可应用于可见光波段，3D结构的高比表面积也提供了更多的催化反应活性位点，同时有效分离电子空穴，大幅提升光催化性能，吸附效率高，且具有高降解和可重复使用的优点。

技术领域

本发明属于光催化材料的合成技术领域，具体涉及银/氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂技术领域。

背景技术

抗生素类药物是一种可以治疗和预防人和动物感染性疾病的药物，过去几十年在全世界范围广泛的使用。由于未得到妥善处理，大部分抗生素无法在现有工艺下有效去除，导致河湖水体成为抗生素和耐药基因库。更严重的是，抗生素的环境残留会诱导选择抗性细菌，促进抗性基因横向转移，导致微生物耐药性扩散，而携带抗性基因的微生物扩散到新环境会进一步繁殖，并有可能通过基因横向转移将抗性基因传递给病原菌，对人体健康和饮用水安全造成更严重的威胁。本专利以氟喹诺酮类抗生素环丙沙星为对象，研究一种石墨烯复合气凝胶对其降解的效果。

氧化锌光催化技术因为具有条件温和，设备简单，能耗低，矿化能力强等许多优点，在抗生素降解领域具有广阔的应用前景。但是它的宽带隙和快速电荷复合是限制其催化应用的主要障碍。

申请号CN201610086811.7采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，经过超声振荡分散得到氧化石墨烯在乙二醇中的分散液，加入乙酸锌、柠檬酸钠、乙酸钠至分散液，200℃反应10h后取出，冷冻干燥12h即可得到氧化锌/还原氧化石墨烯气凝胶。本发明可以实现对气凝胶的形状、尺寸的控制，在光催化降解水中有机污染物等方面具有广阔的应用前景。但是反应条件苛刻，需在高温高压下才能制备，且仅以氧化锌作为光催化剂，禁带宽度大，在可见光波段吸光性能较弱。

上述专利存在的缺陷是氧化锌粉末催化剂禁带宽度大，仅能应用于紫外波段，在可见光波段吸光性能较弱，此外，现有的氧化石墨烯都是二维片层结构，吸附性能低，重复利用率低，回收困难，且成本高。

发明内容

本发明的目的在于：银/氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂的制备方法，以解决现有的氧化锌粉末催化剂禁带宽度大，仅能应用于紫外波段，且回收困难，吸附性能低，高成本的问题。

本发明采用的技术方案如下：

银/氧化锌/石墨烯气凝胶光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、氧化锌粉末加入硝酸银溶液中，搅拌中缓慢滴加氢氧化钠溶液，结束后离心洗涤，烘干，退火，使氧化锌上负载纳米银即银/氧化锌；

步骤2、将银/氧化锌加入氧化石墨烯分散液，超声后搅拌，加入交联还原剂，进行水热反应，冷冻干燥24-48h，制备得到负载有银/氧化锌粉末的石墨烯气凝胶。