[发明专利]一种SiO2

说明书

本发明公开了一种SiO₂@ZnO核壳结构多足小球纳米复合材料的制备方法及其应用，所述方法是通过在SiO₂小球表面原位生长ZnO晶种，之后在生长溶液中超声粉碎，然后经静置分离、洗涤和干燥后得到SiO₂@ZnO核壳结构多足小球纳米复合材料。采用超声波粉碎，应用原位生长法，制备条件温和，工艺简单，适合大面积生产。本发明制备的SiO₂@ZnO核壳结构多足小球复合材料尺寸均匀，分散性良好，成分可控，有望应用于光电材料或光催化材料等方面。

技术领域

本发明属于纳米复合新材料技术领域，具体涉及一种SiO₂@ZnO核壳结构多足小球纳米复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

ZnO是一种典型的宽禁带直接带隙半导体材料，具有良好的生物相容性和环境安全性，近年来作为一种很有前景的光催化材料而受到广大科研工作者的广泛关注。众所周知，光催化剂的结构、形貌、表面状态等因素直接影响其性能和应用。通过对制备工艺和条件的控制，获得了多种尺寸和形貌的ZnO纳米材料，大大提高了其光催化活性。ZnO纳米材料在实际应用中存在纳米尺寸材料易团聚、对有机物吸附性能较差、量子产率偏低等缺陷，这些大大限制了ZnO 光催活性的提高及其应用。基于此，出现了一些ZnO/半导体异质结复合材料，其制备方法多为水热/溶剂热。如SiO2与ZnO复合，其结构多为简单纳米粒子或者以ZnO为核，SiO2胶体为壳形成的球形纳米颗粒。SiO2与ZnO复合后，一些性能如光致发光性能得到了提高。水热/溶剂热法需要密闭的高温高压环境，不适宜大面积生产。超声粉碎制备材料简便、快速、适合大面积制备等优点。目前采用超声粉碎能偶获得ZnO纳米棒，但其复合材料在制备和分离上都存在较大的困难。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种SiO₂@ZnO核壳结构多足小球纳米复合材料的制备方法及其应用，目的是通过简单、条件温和的制备工艺，获得提高光催化活性的纳米复合材料。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种SiO₂@ZnO核壳结构多足小球纳米复合材料的制备方法，所述方法是通过在SiO₂小球表面原位生长ZnO晶种，之后在生长溶液中超声粉碎，然后经静置分离、洗涤和干燥后得到SiO₂@ZnO核壳结构多足小球纳米复合材料。

本发明的制备方法具体包括如下步骤：

步骤一，将带负电的SiO₂小球加入到带正电的ZnO晶种溶液中，经振荡过滤后得到带有ZnO晶种的SiO₂小球；

步骤二，将带有ZnO晶种的SiO₂小球加入到六亚甲基四胺和硝酸锌的混合水溶液中；

步骤三，将带有ZnO晶种的SiO₂小球的混合水溶液在60-80℃条件下超声粉碎，之后经静置分离、洗涤和干燥后得到SiO₂@ZnO核壳结构多足小球。

所述SiO₂小球表面原位生长ZnO晶种是将带负电的SiO₂小球加入到带正电的ZnO晶种溶液中，经振荡过滤后得到带有ZnO晶种的SiO₂小球。SiO₂小球表面通过静电吸附作用获得ZnO晶种，便于两者吸附结合，且方法简单高效。