[发明专利]高效光催化复合材料及其制备方法

摘要

本发明提出一种高效光催化复合材料及其制备方法，解决了现有技术中光催化材料效率低下的问题。所述复合材料至少包含载体、光催化剂单体和增强剂颗粒，所述光催化剂单体是具备压电效应的半导体；所述增强剂颗粒是磁性纳米颗粒或/和具备局域表面等离子共振效应的金属纳米颗粒；光催化剂单体在载体上分布形成光催化剂阵列，增强剂颗粒分布在光催化剂阵列上形成增强剂阵列。本发明的优点是，(1)较大的光催化接触面积；(2)较高的光催化效率；(3)简易的制备方法，易于大规模实施。

主权项

一种高效光催化复合材料，其特征在于至少包含载体、光催化剂单体和增强剂颗粒，所述光催化剂单体是具备压电效应的半导体；所述增强剂颗粒是磁性纳米颗粒或/和具备局域表面等离子共振效应的金属纳米颗粒；光催化剂单体在载体上分布形成光催化剂阵列，增强剂颗粒分布在光催化剂阵列上形成增强剂阵列；所述高效光催化复合材料的制备方法如下：(1)将载体进行表面活化处理，而后将载体表面喷涂上一层尺寸为1～100nm的ZnO纳米晶种，并在50～100℃温度下进行干燥0.5～12小时；将硝酸锌、六次甲基四胺及氨水加入去离子水中搅拌均匀，混合成为前驱体溶液；将干燥后的负载有ZnO晶种的载体搁置进入该前驱体溶液中，在60～90℃的温度下，静置反应5～15小时，在载体表面形成氧化锌纳米阵列，得到载体—光催化剂阵列结构；(2)将5～100nm磁性纳米颗粒、柠檬酸三钠加入去离子水中，其中磁性纳米颗粒、柠檬酸三钠及水的质量比为1:4～16:40～150，将混合溶液在50～80℃搅拌反应3～24小时；反应完毕后，将反应后的磁性纳米颗粒产物用磁铁收集，并用去离子水清洗2～3次，将磁性纳米颗粒产物分散在去离子水中，由此得到浓度为0.0001～0.01g/ml的柠檬酸盐修饰的磁性纳米颗粒分散液；将步骤(1)所获得的载体—光催化剂阵列结构，浸泡进入磁性纳米颗粒分散液中，浸泡 24小时后取出；将浸泡完的产物，在200～450℃下，惰性气体保护处理0.5～10小时，得到载体—光催化剂阵列—磁性纳米颗粒阵列。