[发明专利]SnO2

说明书

本发明涉及光催化领域，进一步涉及SnO₂修饰的微纳米结构富勒烯复合材料及其制备方法和应用。该复合材料包括微纳米结构富勒烯和SnO₂，其中：所述微纳米结构作为主体，所述SnO₂负载于所述微纳米结构富勒烯表面上。其制备方法包括：将微纳米结构富勒烯分散在水中得分散液；将SnO₂前体、络合剂和还原剂加入到分散液中，在加热搅拌回流的条件下进行反应，待溶液冷却，分离得到。本发明实施例还提供了该复合材料在有机污染物光催化降解中的应用。该复合材料结构新颖、性能优异，作为光催化剂使用时，SnO₂和微纳米结构富勒烯的能带结构匹配度高，电子‑空穴复合率低，量子效率好，光利用率高，光催化活性好。

技术领域

本发明涉及光催化领域，进一步涉及SnO₂修饰的微纳米结构富勒烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

半导体光催化技术由于具有低能耗、低温深度反应、低成本、无二次污染、净化彻底和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等特性，而成为一种绿色的环境污染治理技术。

SnO₂(二氧化锡)是一种带隙很宽的半导体，在室温下的禁带宽度和激子束缚能分别为3.6eV和130meV，在可见光区几乎没有吸收,因此光能利用率低。富勒烯是一种具有良好的光学特性和量子特性的碳材料，在半导体、光电和能量储存等领域具有巨大的应用潜力。在以前的研究中，将半导体和富勒烯分子复合作为光催化剂时通常是用半导体材料作为主催化剂，富勒烯分子以无定形的方式少量负载到半导体的表面做共催化剂，但这种形式的二元催化剂对可见光吸收仍然极少，常常需要再额外负载其他材料，如：光敏剂等。

此外，富勒烯分子通过π堆积作用可以形成不同种类的超分子组装体，并且除了富勒烯分子本身的自组装外，富勒烯还可以与其他主体分子形成共组装体，给体/受体异质结等结构。然而，目前对于富勒烯分子在纳米尺度的有序自组装的理解以及自组装结构对于光电性能的影响仍很有限，有待更多探索。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

发明目的

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种SnO₂修饰的微纳米结构富勒烯复合材料及其制备方法和应用，该复合材料结构新颖、性能优异，该复合材料使用微纳米结构富勒烯作为主体，只需在其上负载微量的SnO₂材料，即可实现高效的光催化反应；该复合材料作为光催化剂使用时，SnO₂和微纳米结构富勒烯的能带结构匹配度高，复合材料上电子-空穴复合率低，量子效率好，光利用率高，光催化活性好。

解决方案

为实现本发明目的，本发明实施例提供了一种SnO₂修饰的微纳米结构富勒烯复合材料，其包括微纳米结构富勒烯和SnO₂，其中：所述微纳米结构富勒烯作为主体，所述SnO₂负载于所述微纳米结构富勒烯表面上。

上述SnO₂修饰的微纳米结构富勒烯复合材料在一种可能的实现方式中，微纳米结构富勒烯与SnO₂的摩尔比为1:0.05-0.5；可选地为1:0.1-0.3；进一步可选地为1:0.1-0.2；再进一步可选地为1:0.16。因无法确定1mol微纳米结构富勒烯中包括多少mol富勒烯小分子，从而无法确定微纳米结构富勒烯的摩尔量，因此，本发明中微纳米结构富勒烯的摩尔量通过以下方法计算，即：微纳米结构富勒烯的摩尔量＝微纳米结构富勒烯的质量÷富勒烯分子的相对分子量。本发明涉及微纳米结构富勒烯的摩尔比中均采用上述微纳米结构富勒烯的摩尔量的计算方法进行计算。