[发明专利]水热法制备铜镍掺杂纳米氧化锌光催化材料工艺

说明书

本发明公开水热法制备铜镍掺杂纳米氧化锌光催化材料工艺包括如下步骤：(1)准备原料：分别配制锌盐水溶液、镍盐水溶液和铜盐水溶液；(2)制备碱式前驱物；(3)水热反应：将碱式前驱物置于反应釜内，加热，反应；(4)高温煅烧：将步骤(3)中反应所得固体置于马弗炉内进行煅烧。本发明以Zn(NO₃)·6H₂O，Ni(NO₃)·6H₂O，Cu(SO₄)·5H₂O为原料采用水热法制备纳米氧化锌，当催化剂的用量为0.8g/L，经90min高压汞灯灯光照射时，可使罗丹明B溶液(10mg/L)降解率达到96.9％。

技术领域

本发明涉及光催化材料的制备。更具体地，涉及一种水热法制备铜镍掺杂纳米氧化锌光催化材料工艺。

背景技术

工业的发展伴随着人类科学技术的进步，而与此同时环境的污染问题也越来越严峻，如何控制与有效的解决环境问题是当今人类社会发展的重中之重。而在环境问题之中水污染又是与人类日常生活密不可分的一个重要组成。工业化的迅速发展导致我国的江河、湖泊、地下水受到了不同程度的化学因素的污染，这让我国人民的生活和生态环境都受到了巨大的威胁和压力，当前水环境受到化学因素污染的主要包括重金属、亚硝酸盐和磷酸盐等无机污染，农药、染料、激素以及抗生素等有机污染物以及生活中的洗涤类污染物。而这些污染物对生态环境以及人类的危害程度不尽相同。例如：含有汞、镉、镍等重金属的水会诱发肿瘤的形成；含磷的物质会导致水体富营养化导致植被疯长造成环境灾害。因此，寻找有效的措施来治理水污染问题已经刻不容缓，这不仅关系到生态系统的稳定，也关系到人类的命运。目前，治理水污染的主要途径包括：采用活性炭、离子纤维或吸附树脂等吸附剂对废水中的污染物进行吸附；釆用三氯化铁、明矾或硫酸亚铁等絮凝剂进行凝聚，对难溶或不溶于水的污染物进行萃取；利用超滤膜或反渗透膜对废水进行过滤；利用微生物的代谢作用降解水中的污染物；利用臭氧对水中的有机物进行氧化等。但这些途径存在运行费用高、去污不彻底和使用范围窄等诸多缺点。因此，寻求一种运行费用低、去污能力强、不易产生二次污染且使用范围广的水污染处理方法具有十分重要的现实意义。

自从发现在二氧化钛电极上光催化分解水能产生氢气和氧气以来，光催化技术引起了科研工作者的广泛关注。光催化技术可以利用可再生、无污染的太阳光来降解地球上的有毒有害物质，有效地保护生态环境；光催化技术无二次污染，直接将有机物降解为水、二氧化碳和无机盐类，对环境没有危害；光催化技术不但可以用作液相和气相污染物的处理，而且在一定程度上可以用于固相污染物的处理；光催化反应条件温和、分解速率快并且易于操作；光催化技术可以实现重金属的回收利用，将污水中的重金属转化为低毒或无毒的状态。以半导体材料为催化剂的光催化技术将为我们提供了一种有效治理环境污染和高效利用太阳能的有效途径，同时它还可以利用太阳光直接分解水产氢气，将太阳能转化为易于存储、洁净的化学能，从根本上解决人类面临的能源和环境问题。纳米材料与光催化技术的结合使纳米光催化材料的制备及其光催化性能研究已成为科学研究的热点之一。近年来，纳米材料更是演变为当今世界的尖端技术之一，纳米材料科学是集凝聚态物理学、胶体化学、配位化学、化学反应动力学、表面和界面化学等学科为一体的交叉科学。纳米材料科学包括物理、化学、材料和生物等多门科学，同时也包括信息、微电子、精密机械、计算机、能源、航空航天、化工、纺织、医药等设计、制造、测量、控制和制成产品的技术。纳米材料的更是有很多奇异：量子尺寸效应、体积效应、表面效应、宏观量子隧道效应。于细微处显神奇的纳米技术，已经悄悄的走进人们的生活，进入到衣食住行等多个领域，它甚至将会影响到人们的传统思想方式和生活方式。