[发明专利]一种氧化镓纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氧化镓纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将PVP-K30和PVP-K90加入乙醇、乙酸与二甲基甲酰胺的混合溶液中进行混合，再加入水合硝酸镓进行分散，得到静电纺丝溶液；

b)将步骤a)得到的静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到硝酸镓PVP混合材料；

c)将步骤b)得到的硝酸镓PVP混合材料干燥后，进行退火处理，得到氧化镓纳米材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述PVP-K30和PVP-K90的质量比为(1～2)：1；所述乙醇、乙酸和二甲基甲酰胺的质量比为1：1：(0.5～1)；PVP-K30和PVP-K90的总质量与乙醇、乙酸与二甲基甲酰胺的混合溶液的总质量之比为(0.8～1.2)：6；PVP-K30和PVP-K90的总质量与所述水合硝酸镓的质量之比为(0.8～1.2)：(1～2)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合的温度为20℃～30℃，搅拌转速为250rpm～500rpm，时间为3h～8h；所述分散的温度为20℃～30℃，搅拌转速为250rpm～500rpm，时间为3h～8h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述静电纺丝的过程具体为：

将步骤a)得到的静电纺丝溶液转入带有不锈钢针头的针筒中，针头与接收装置保持10cm～30cm距离，并且在针头上加上正电压，接收装置上加上负电压，环境保持温度为30℃～60℃、湿度为40％以下，缓慢推动针管活塞进行静电纺丝，得到硝酸镓PVP混合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述针筒为10ml～20ml，不锈钢针头的直径为0.2mm～0.4mm；所述正电压为5kV～8kV，负电压为-5kV～-2kV；所述缓慢推动针管活塞的推进速度为0.1mm/min～1mm/min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中所述干燥的温度为50℃～90℃，时间为30min～70min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中所述退火处理的温度为800℃～1000℃，升温速率为1℃/min～5℃/min，保温时间为3h～5h。

8.一种氧化镓纳米材料，其特征在于，采用权利要求1～7任一项所述的制备方法制备而成；所述氧化镓纳米材料具有带状结构与大量孔隙，所述带状结构的宽度为100nm-3μm，孔隙大小为5nm～100nm。

9.一种Ga₂O₃光催化材料在催化产氢中的应用，其特征在于，所述Ga₂O₃光催化材料为权利要求8所述的氧化镓纳米材料。

10.根据权利要求9所述的Ga₂O₃光催化材料在催化产氢中的应用，其特征在于，所述催化产氢的过程包括以下步骤：

将Ga₂O₃光催化材料超声分散于去离子水中，然后加入牺牲剂，在可见光光源照射下催化产氢。