[发明专利]一种制备纳米Ag/ZnO光催化材料的简便方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备纳米Ag/ZnO光催化材料的简便方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

环境污染使人类可持续发展面临挑战，光催化技术是一种解决环境问题的有效方法。ZnO是一种常见的光催化剂。因具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应，与体相ZnO材料相比，纳米ZnO材料具有更高的光催化性能。Ag的掺杂能显著提高纳米ZnO材料的电子-空穴分离效率，进而提高其光催化活性。目前有很多的物理、化学方法用于纳米Ag/ZnO材料的制备，然而这些制备方法大都需要苛刻的实验条件(高温、高压、昂贵的设备、复杂的工艺流程等)，寻找一种简便、低成本的制备方法，对纳米Ag/ZnO材料的普及应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备纳米Ag/ZnO材料的简便方法，该方法直接采用超声辐射技术制得纳米Ag/ZnO材料，流程简单、方便快捷。

本发明是通过下述技术方案加以实现的，直接采用超声辐射制备纳米Ag/ZnO材料，其特征包括以下过程：

(1)将醋酸锌与柠檬酸按质量比1∶5.5混合后溶于的去离子水中，配成Zn²⁺浓度为0.015mol/L的溶液；

(2)向步骤(1)所得溶液中滴加浓度为0.01mol/L的硝酸银溶液，体系中Ag⁺相对Zn²⁺摩尔含量的调节范围为1～7％；

(3)按照Zn²⁺与OH^-摩尔比为1∶20的量向步骤(2)所得溶液中加入1mol/L的氢氧化钠溶液；

(4)将最终获得的悬浮液移入超声容器中超声处理1小时，超声频率调节范围为45kHz～100kHz；

(5)离心分离出最终沉淀，并用去离子水洗涤，直至洗涤废液的pH值等于7～8；

(6)最后在室温下干燥获得最终产品。

本发明直接利用超声辐射制备Ag/ZnO纳米材料，直接采用超声辐射技术(超声频率范围为45kHz～100kHz)，以醋酸锌、柠檬酸和硝酸银为主要原料成功制得了纳米Ag/ZnO材料，与传统的纳米材料制备方法相比，具有操作简便、过程易于控制、成本低、生产效率高等优点。采用该发明制备的纳米Ag/ZnO材料结构稳定，光催化性能好：Ag能稳固的附着在花状ZnO纳米结构上；所制备的样品对罗丹明B的紫外光降解反应表现出良好的活性。

附图说明

图1：为实施例1、实施例2和实施例3所得样品的XRD图；

图2(a)：为实施例3所制得样品的低倍透射电子显微图像；

图2(b)：为实施例3所制得样品的高倍透射电子显微图像；

图2(c)：为图2(b)画圈部分能谱分析图。

具体实施方式

实施例1

(1)将0.4g醋酸锌与2.2g柠檬酸混合后溶于去离子水中，配成Zn2+浓度为0.015mol/L的溶液；

(2)向(1)所得溶液中滴加一定量浓度为0.01mol/L的硝酸银溶液，使反应体系中Ag⁺相对Zn²⁺的摩尔含量为7％；

(3)往上述所得溶液中加入1mol/L的氢氧化钠溶液40mL；

(4)将最终获得的悬浮液移入超声容器中，利用频率为45kHz的超声波超声处理1小时；

(5)离心分离出最终沉淀；

(6)将(5)所得沉淀用去离子水洗涤，直至洗涤废液pH值等于7.5

(7)在室温下干燥获得最终产品，标记为AZ-1，如图1所示。

实施例2

(1)将0.2g醋酸锌与1.1g柠檬酸混合后溶于去离子水中，配成Zn²⁺浓度为0.015mol/L的溶液；

(2)向(1)所得溶液中滴加一定量浓度为0.01mol/L的硝酸银溶液，使反应体系中Ag⁺相对Zn²⁺的摩尔含量为1％；

(3)往上述所得溶液中加入1mol/L的氢氧化钠溶液20mL；

(4)将最终获得的悬浮液移入超声容器中，利用频率为80kHz的超声波超声处理1小时；

(5)离心分离出最终沉淀；

(6)将(5)所得沉淀用去离子水洗涤，直至洗涤废液pH值等于7.8

(7)在室温下干燥获得最终产品，标记为AZ-2，如图1所示。

实施例3