[发明专利]一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂的制备方法，其步骤如下：

1)将新鲜的植物叶片用去离子水清洗干净后进行冷冻，再真空冷冻干燥，然后将冻干后的叶片加热煅烧得到碳化植物叶片；

2)将10～100mg乙酸锌加入到10～100mL无水醇溶剂中，40～80℃下加热搅拌充分溶解后，向其中逐滴加入10～20mL、0.01～0.03M碱的醇溶液；继续40～80℃加热搅拌1～5小时之后，得到球形的ZnO纳米晶种子溶液；待纳米晶种子溶液自然冷却到室温之后，将步骤1)得到的碳化植物叶片浸入到上述ZnO纳米晶种子溶液中5～20秒后取出，使种子均匀覆盖叶片表面，随后在60～90℃条件下加热1～30分钟使ZnO种子固定在碳化植物叶片表面；接下来配制10～60mM锌盐的碱水溶液，锌盐与碱的摩尔比为1：0.3～3，室温搅拌5～10分钟充分溶解，将得到的混合溶液转移到反应釜中，并将固定有ZnO种子的碳化植物叶片浸入到该混合溶液中，75～95℃加热6～8小时；反应结束后取出叶片，并用去离子水反复清洗后干燥，得到碳化植物叶片@ZnO组装体；

3)配制质量分数0.01～0.2％的HAuCl₄水溶液，然后用碱水溶液调节pH值至7～10；随后将步骤2)得到的碳化植物叶片@ZnO组装体浸入到该溶液中，在光源照射下实现Au的光还原，使Au³⁺还原成Au；反应结束后取出叶片，并用去离子水反复清洗后干燥，最终得到碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构催化剂。

2.如权利要求1所述的一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的植物叶片为菠菜叶片、油菜叶片或橡树叶片中的一种。

3.如权利要求1所述的一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的冷冻的温度为-20～-80℃，冷冻时间为2～48小时；真空冷冻干燥的温度为-50～-80℃，真空冷冻干燥时间为2～48小时；加热煅烧的温度为700～1000℃，煅烧时间为1～3小时。

4.如权利要求1所述的一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的锌盐为醋酸锌、硫酸锌、硝酸锌或氯化锌中的一种；所述的无水醇溶剂及碱的醇溶液中的醇为甲醇、乙醇、丙醇、苯甲醇或乙二醇中的一种；所述的碱的醇溶液和碱水溶液中的碱为氨水、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾或六次甲基四氨中的一种。

5.如权利要求1所述的一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3)中调节pH值的碱为氨水、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾或六次甲基四氨中的一种；所述的光源为模拟太阳光、汞灯、氙灯或LED灯中的一种，光源的波长为200～800nm，时间为20～40分钟。

6.一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂，其特征在于：是由权利要求1～5任何一项所述方法制备得到。