[发明专利]一种In2O3/ZnFe2O4纳米异质结复合光催化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料的制备方法，该In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料包括单分散In₂O₃纳米球和ZnFe₂O₄纳米颗粒；单分散In₂O₃纳米球的直径为150–300nm，由粒径为15–30nm的初级纳米颗粒组成；ZnFe₂O₄纳米颗粒的粒径为10–30nm；ZnFe₂O₄纳米颗粒负载在单分散In₂O₃纳米球的表面，形成In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料；

该In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)水热法制备单分散In₂O₃纳米球：将InCl₃·xH₂O和柠檬酸钠以摩尔比为1:3.5–1:1.5溶解到去离子水中，搅拌直至得到混合溶液A，其中InCl₃·xH₂O溶液的浓度为0.02–0.06mol/L；将尿素加入与混合溶液A等体积的去离子水中，搅拌直至溶解得到透明溶液B，其中尿素溶液的浓度为0.1–0.2mol/L；将透明溶液B缓慢地滴加到混合溶液A中，继续搅拌20–60min，然后转入聚四氟乙烯反应釜中，在120–180℃条件下水热反应16–22h；冷却至室温后，用乙醇和去离子水多次洗涤纯化去除未反应完全的反应物，离心分离并干燥，得到白色沉淀物In(OH)₃，将白色沉淀物In(OH)₃于450–550℃煅烧2h，制得单分散In₂O₃纳米球；

(2)溶剂热法制备In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料：将步骤(1)中所制得的单分散In₂O₃纳米球加入到N,N-二甲基甲酰胺与无水乙醇的混合溶液中，然后超声分散30–90min，超声功率为40–100W，得到In₂O₃纳米球的混合悬浊液；其中，N,N-二甲基甲酰胺与无水乙醇的体积比为3:1–5:3，单位体积的混合溶液中加入单分散In₂O₃纳米球的质量为0.5–2.0g/L；

(3)将硝酸锌和乙酰丙酮铁以摩尔比为0.9:1加入到步骤(2)中所得的In₂O₃纳米球的混合悬浊液中，其中，硝酸锌溶液的浓度为6mmol/L，室温下搅拌30–90min，再加入对苯二甲酸，得到对苯二甲酸的浓度为0.33–4.44g/L，继续搅拌30–60min，然后转入聚四氟乙烯反应釜中，进行水热反应，反应温度为100–160℃，反应时间5–9h，自然冷却至室温后，依次用N,N-二甲基甲酰胺和乙醇对收集的沉淀物进行反复洗涤，经离心分离后，收集沉淀物，烘干，并于500–600℃煅烧2h，升温速度为1–2℃/min，得到In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中水热反应条件为150℃，反应时间为22h；煅烧温度为500℃，煅烧时间为2h。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将InCl₃·xH₂O和柠檬酸钠以摩尔比为1:2溶解到去离子水中，搅拌直至得到混合溶液A。