[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

说明书

本发明公开了一种In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料及其制备方法，属于光催化材料与环境污染治理技术领域。首先采用水热法制单分散的In₂O₃纳米球；然后取乙酰丙酮铁、硝酸锌和对苯二甲酸加入到无水乙醇和N,N‑二甲基甲酰胺的混合溶液中经充分搅拌后，再向其中加入In₂O₃纳米球，最后经过溶剂热反应、离心、干燥和煅烧，最终得到纳米异质结复合光催化材料。所制得的In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结不仅扩展了In₂O₃的光谱响应范围，而且提高了光生电荷的分离效率，在光催化降解有机污染物领域中具有良好的应用价值和前景。本发明所用原料廉价易得，反应条件易于控制，操作简易，对设备要求低且环保。

技术领域

本发明属于环境污染治理领域，涉及一种铁磁性半导体修饰In₂O₃纳米球的制备方法，具体地说是涉及一种In₂O₃/ZnFe₂O₄纳米异质结复合光催化材料的制备及应用。

背景技术

挥发性有机化合物(简称VOCs)是易挥发性有机化合物的总称。目前，已经在环境中检测到的VOCs污染物超过300多种。VOCs主要包括脂肪族碳氢化合物、芳香烃族、氧烃类、卤化烃、氮烃类、硫烃类和低沸点的多环芳烃等一系列的有机化合物。对于室外空气中的VOCs污染物，其主要来源是煤、石油和天然气等燃料的燃烧，涂料和农药等化工原料的生产加工以及汽车尾气的排放等。而室内的VOCs污染物主要来自于有机涂料和油漆等的溶剂，代表性的化合物有苯、甲苯和二甲苯。当VOCs达到一定浓度时，会对人体的肝脏、大脑和神经系统产生严重危害，近年来引起了科研工作者的广泛关注。

基于半导体的光催化技术具有降解效率高、反应条件温和、无二次污染、可以利用太阳能和对污染物的选择性低等优点，近年来已经成为了一种具有良好应用前景的去除环境中有机污染物的方法。Hou等人(Hou Y.D.,Wang X.C., Wu L.,etal.Environ.Sci.Technol.2006,40,5799–5803)合成了多孔性β-Ga₂O₃，在紫外光照射下，其对气相苯的催化活性优于市售TiO₂和Pt/TiO₂。光催化技术中存在两个关键问题，一是对可见光的利用率低，二是光激发后产生的光生电荷的复合几率较大。近年来，众多的研究集中在开发具有可见光响应的光催化剂。