[发明专利]一种多孔氧化锌光催化材料的声化学制备方法

说明书

一种多孔氧化锌光催化材料的声化学制备方法，首先，将锌盐溶于乙二醇和去离子水的混合溶剂中，搅拌至锌盐溶解；接着，调节pH值为6～9，然后，在超声波细胞粉碎机中超声处理后静置，洗涤，干燥，得到多孔氧化锌光催化材料；其中，锌盐与乙二醇和去离子水的混合溶剂的比为1～10mmol：50mL。本发明工艺简明易操作，制备时间短，所得多孔氧化锌尺寸分布均匀、分散性好、比表面积大，在100min内可完全降解罗丹明B染料，具有优异的光催化性能，可有效解决环境污染等问题。

技术领域

本发明涉及一种氧化锌的制备方法，特别涉及一种多孔氧化锌光催化材料的声化学制备方法，可用于光催化降解染料领域。

背景技术

氧化锌作为一种宽禁带直接带隙的II-IV族化合物半导体材料，室温下能带带隙为3.37eV，激子束缚能高达60meV，显示出优异的物理化学性能。此外，ZnO还具有生物安全性和生物适应性等特点，已成为当今光催化领域中最具潜力的一种催化材料。

众所周知，氧化锌材料优异的物理化学性能取决于晶体的形貌、结构以及尺寸等，而氧化锌光催化活性的提高可以通过减小晶粒或增大比表面积来实现。实心氧化锌作为光催化剂载体或助剂具有许多优良的性能，但由于其比表面积较小，不利于活性组分的分散，将其制备成多孔材料可显著提高其比表面积，从而有效改善光催化活性。与实心氧化锌相比，多孔氧化锌具有更高的光催化活性，这主要是因为多孔结构的高比表面积提高了与有机分子的接触面积，增加了表面吸附的水和羟基，水和羟基可与催化剂表面光激发的空穴反应产生羟基自由基，而羟基自由基是降解有机物的强氧化剂，可以把许多难降解的有机物氧化为CO₂和水等无机物。因此，制备特殊形貌的氧化锌材料，使其具有比表面积高、缺陷密度高以及活性点多等特点，可以有效的改善其光学性质，提高其光催化性能。

目前，常用的制备氧化锌光催化材料的方法有水热法、微波法、模板法等。但以上的制备技术要么需要昂贵的设备，要么需要模板剂或表面活性剂，且反应温度高、反应时间长。开拓简捷且温和的技术制备形貌各异的ZnO材料一直是人们不断研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔氧化锌光催化材料的声化学制备方法，采用本方法制备的氧化锌大小均一，分散良好，具有独特的多孔状形貌和理想的光催化效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多孔氧化锌光催化材料的声化学制备方法，首先，将锌盐溶于乙二醇和去离子水的混合溶剂中，搅拌至锌盐溶解；接着，调节pH值为6～9，然后，在超声波细胞粉碎机中超声处理后静置，洗涤，干燥，得到多孔氧化锌光催化材料；其中，锌盐与乙二醇和去离子水的混合溶剂的比为1～10mmol：50mL。

本发明进一步的改进在于，锌盐为二水合乙酸锌、六水合硝酸锌、碱式碳酸锌或氯化锌。

本发明进一步的改进在于，混合溶剂中乙二醇和去离子水的体积比为1:9～4:1。

本发明进一步的改进在于，搅拌时间为20～60min。

本发明进一步的改进在于，采用氢氧化钠的乙醇溶液调节pH值。

本发明进一步的改进在于，氢氧化钠的乙醇溶液的浓度为0.1～1mol/L。

本发明进一步的改进在于，超声处理的条件为：超声功率为400W、超声2s、停歇1s的间歇式超声处理30min。

本发明进一步的改进在于，静置的时间为30～60min。