[发明专利]一种纳米氧化锌复合材料的制备方法及采用该方法制备的纳米氧化锌复合材料

说明书

本发明提供一种纳米氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：将一定量的氯化胆碱和乙二醇混合，加热搅拌，获得低共熔溶剂；将一定量的锌盐加入所述低共熔溶剂，加热搅拌，获得第一均一溶液；将一定量的硝酸银加入所述第一均一溶液，加热搅拌，获得第二均一溶液；将一定量的碱金属氢氧化物溶液加入所述第二均一溶液，加热搅拌，获得反应后溶液；将所述反应后溶液加入去离子水中，经离心分离、洗涤、干燥，获得纳米Ag/AgCl/ZnO复合材料。本发明采用低共熔溶剂作为反应溶剂制备纳米Ag/AgCl/ZnO复合材料，制备工艺简单且绿色环保，而且制备获得的纳米复合材料具有良好的可见光光催化性能。

技术领域

本发明涉及纳米氧化锌材料制备领域，尤其涉及一种纳米氧化锌复合材料的制备方法及采用该方法制备的纳米氧化锌复合材料。

背景技术

纳米氧化锌材料在光催化降解染料废水领域具有较好的催化性能，但是由于其较宽的禁带宽度(3.37eV)特点，限制了其在可见光范围内的应用。因此出现了很多对其进行改性制备的方法，按照改性方法原理可分为贵金属沉积、离子掺杂、半导体异质结复合等，具体落实到制备方法，大多是首先进行纯氧化锌的制备，然后再对其进行改性制备，制备过程普遍存在使用强酸强碱试剂，对反应条件要求苛刻等，而且很多在制备过程中加入了大量的表面活性剂。

中国专利申请CN201810834633.0公开了一种ZnO/a-Fe₂O₃纳米异质结构材料的制备方法，制备工艺复杂，且使用了十二烷基苯磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠、硅烷偶联剂等表面活性剂。

中国专利申请CN201910810632.7公开了一种具有光催化性能的复合型纳米氧化亚铜/氧化锌材料的制备方法，其首先制备十四面体Cu₂O，然后按照Cu₂O粉体、乙酸锌和十二烷基吡咯烷酮的质量比为0.2：0.15：0.5制备纳米Cu₂O/ZnO溶液。可见其使用了大量的表面活性剂十二烷基吡咯烷酮。

表面活性剂的使用有利于制备形貌与尺寸可控的纳米材料，然而，表面活性剂的排放容易对水体和土壤造成危害，改变水体和土壤性质，造成严重的环境污染。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种绿色环保、对环境友好的氧化锌纳米材料制备方法。本发明采用低共熔溶剂作为反应溶剂，制备纳米Ag/AgCl/ZnO复合材料，该复合材料具有良好的可见光光催化性能。

本发明的目的在于提供一种纳米氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将一定量的氯化胆碱和乙二醇混合，加热搅拌，获得低共熔溶剂；

将一定量的锌盐加入所述低共熔溶剂，加热搅拌，获得第一均一溶液；

将一定量的硝酸银加入所述第一均一溶液，加热搅拌，获得第二均一溶液；

将一定量的碱金属氢氧化物溶液加入所述第二均一溶液，加热搅拌，获得反应后溶液；

将所述反应后溶液加入去离子水中，经离心分离、洗涤、干燥，获得纳米Ag/AgCl/ZnO复合材料。

优选地，所述低共熔溶剂的获得方法包括：将氯化胆碱与乙二醇按照摩尔比为1:1-1:3进行混合，在60-100℃加热温度下搅拌1-3h。

更优选地，所述低共熔溶剂的获得方法包括：将氯化胆碱与乙二醇按照摩尔比为1:2进行混合，在60℃加热温度下搅拌2h。

优选地，所述第一均一溶液的获得方法包括：将一定量的锌盐加入所述低共熔溶剂中，在100-140℃加热温度下搅拌，直至混合均匀；其中，所述锌盐的加入量与所述低共熔溶剂的体积之比为2-40mmol:30ml。