[发明专利]一种多孔纳米ZnO的制备方法

权利要求书

1.一种多孔纳米ZnO的制备方法，其特征在于：按照锌盐、碱、可升华的化合物模板、胺类螯合剂和去离子水的质量百分比为(0.001％～85％)∶(0.00001％～80％)∶(0.001％～65％)∶(0.001％～80％)∶(0.001％～95％)的比例，取去离子水总量的一半，加入锌盐搅拌溶解得到锌盐的水溶液，在锌盐的水溶液中加入碱搅拌反应0.1h～20h，再用频率为20KH_Z～1MH_Z、功率为30W～15KW的超声波分散0.1h～20h，离心分离得到氢氧化锌凝胶，氢氧化锌凝胶经1～10倍的蒸馏水洗涤、超声分散和离心分离等处理过程，并重复三次，得到湿的氢氧化锌产物，将湿的氢氧化锌产物加入到去离子水总量的另一半中，再加入可升华的化合物模板和胺类螯合剂，搅拌反应0.1h～20h，用频率为20KH_Z～1MH_Z、功率为30W～15KW的超声波分散0.1h～20h，再减压蒸馏除去胺类螯合剂和去离子水，得到含有可升华的化合物模板的氢氧化锌凝胶，80℃～120℃烘干，再分别在150℃～250℃下焙烧0.1h～20h，250℃～350℃下焙烧0.1h～20h，350℃～450℃下焙烧0.1h～20h，450℃下焙烧0.1h～20h，自然冷却后研磨得到多孔纳米ZnO固体粉末。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于制备多孔纳米ZnO的方法具有如下特点：采用传统的微乳液模板、乳液模板、离子型表面活性剂模板、非离子型表面活性剂模板、嵌段共聚物模板、组合物模板(如聚氧乙烯十二烷基醚和聚乙二醇)和单分散聚合物颗粒模板等模板，通过溶胶凝胶反应使ZnO溶胶以次价键与模板作用形成骨架结构，然后采取溶剂萃取法或高温焙烧法除去模板时，都存在严重缺陷，如造成孔道坍塌、表面缺陷、比表面积低和模板残留等问题，降低光催化效率，与传统的模板相比，升华物为模板时，升华物易升华而容易除尽，因此，通过采用可升华的化合物为模板制备ZnO溶胶，再加热焙烧使模板升华，除去模板即可制得结构可控、孔道无坍塌、表面无缺陷、模板无残留和比表面积大的多孔纳米ZnO，有利于提高光催化效率。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应所用的锌盐是无水硫酸锌、无水硝酸锌、无水氯化锌、无水溴化锌、无水甲酸锌、无水乙酸锌、无水酒石酸锌、无水柠檬酸锌、结晶硫酸锌、结晶硝酸锌、结晶氯化锌、结晶溴化锌、结晶甲酸锌、结晶乙酸锌、结晶酒石酸锌和结晶柠檬酸锌中的任一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应所用的碱是氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的任一种或多种。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应所用的可升华的化合物模板是三聚氰胺、苯甲酸、草酸、顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸、六亚甲基四胺、2-羟基苯甲酸、2-氨基苯甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、三聚甲醛和三乙胺盐酸盐中的任一种或多种。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应所用的胺类螯合剂是液氨、氨水、三甲胺、二甲胺、一甲胺、三乙胺、二乙胺、一乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任一种或多种。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于光催化剂的制备过程中所用的超声波分散器的频率为20KH_Z～1MH_Z、功率为30W～15KW。