[发明专利]基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备

权利要求书

1.一种基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一： 静电纺丝法制备光催化滤网前驱体

1-1）将金属盐与大分子导电材料按质量比0.001-1溶于有机溶剂中，溶质质量占溶剂质量在7-20 % 之间，充分搅拌后得到澄清透明的静电纺丝溶液a；

1-2）取静电纺丝溶液a装入液体注射器中，排除其中的气泡，并加载在静电纺丝设备的推注卡槽上，将铜网包覆在接收滚筒上；开启静电纺丝设备，设置纺丝参数，纺丝结束后取下铜网，放入真空干燥箱中80 ℃干燥8-12 h，将干燥后的样品至于马弗炉中进行退火，温度设置为200-1000 ℃，时间为30-360 min，退火结束后将温度缓慢降至室温并取出样品，得到纳米纤维结构b；

步骤二：纳米纤维结构上金属晶种结构的生长

将纳米纤维结构b放置于等离子体清洗机的腔体中，用真空泵抽真空至0.3 mbar以下，向腔体内缓慢注入氩气气体，并将气压稳定在0.5-0.8 mbar；打开泵浦开关，清洗至纳米纤维结构b表面颜色不再改变，此时关掉泵浦开关，打开进气开关，泄压至腔内与外界气压平衡状态后，将样品取出，得到负载有金属晶种颗粒的纳米纤维结构c；

步骤三：光照诱导法续生长纳米结构

1-1）将金属盐和还原剂按照质量比0.001-1溶于水中，充分搅拌后得到无色透明的续生长溶液d；

1-2）将负载有金属晶种颗粒的纳米纤维结构c浸没在续生长溶液d中，并放置在窄线宽光源下，光源与样品间距离为10-150 cm，持续光照1-600 min，直到负载有金属晶种颗粒的纳米纤维结构d表面颜色不再改变为止，得到负载金属颗粒的复合纳米纤维结构e；

步骤四：金属-纳米纤维复合结构的表面润湿改性

将负载金属颗粒的复合纳米纤维结构e溶于体积比在1-10 % 的有机疏水分子乙醇溶液中，室温下静置4-24 h，使得有机疏水分子充分绑定在负载金属颗粒的复合纳米纤维结构e表面，改变其表面浸润性，最终获得具有高效选择吸附能力、催化能力的基于超润湿表面的金属-半导体异质结构光催化滤网f。

2.如权利要求1所述的基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于所述的金属盐材料为硝酸银、高氯金酸或氯铂酸。

3. 如权利要求1所述的基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于所述的大分子导电材料为3-己基取代聚噻吩P3HT、聚苯胺PANi或聚吡咯Ppy有机导电材料，或为聚偏氟乙烯PVDF、聚偏氟乙烯-三氟乙烯P VDF-TrEE或聚丙烯腈PAN有机压电材料，或为含钛、锌或铋具有半导体导电特性的无机金属盐。

4. 如权利要求1所述的基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于所述的纳米纤维结构b，材料为有机压电材料或具有半导体导电特性的无机金属盐形成的纳米纤维，长度为0.1-1000 μm，直径为10-1000 nm，其结构由包含[001]、[110]或[101]高能晶面或晶相的纳米晶体构成。

5. 如权利要求1所述的基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于所述的金属晶种颗粒材料为金Au、银Ag或铜Cu，尺寸范围为1-20 nm，形貌结构为球形、多面体、椭球或准球形结构。

6. 如权利要求1所述的基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于所述的金属颗粒材料为金Au、银Ag或铜Cu，尺寸范围为20-100 nm，形貌结构为棒状、立方体或三角板各向异性的结构。

7.如权利要求1所述的基于超润湿表面的金属半导体异质结构光催化滤网的制备方法，其特征在于所述的还原剂为水合肼、硼氢化钠或抗坏血酸；所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺DMF、丙酮或甲苯非极性溶剂。