[发明专利]一种中空核壳结构ZnO/In2

说明书

一种中空核壳结构ZnO/Insubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;异质Ⅱ型光催化材料及其制备方法，步骤一：将锌盐和铟盐溶于水、乙二醇和聚乙二醇混合溶液中；步骤二：将步骤一得到的溶液在搅拌下加入尿素和柠檬酸钠，得到反应体系混合溶液；步骤三：将步骤二得到的反应体系混合溶液转移至高压反应釜进行水热反应；步骤四：将步骤三得到的水热反应产物冷却到室温，离心、洗涤，干燥并煅烧，得到中空核壳结构ZnO/Insubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;异质Ⅱ型光催化材料。本发明通过简单的一步水热法来同时实现中空壳核结构和异质Ⅱ型光催化材料的构建，且该方法制备的纳米颗粒粒径较小，可有效抑制载流子的体内复合，从而提高光催化效率。

技术领域

本发明涉及光催化材料制备技术领域，特别涉及一种中空核壳结构ZnO/In₂O₃异质Ⅱ型光催化材料及其制备方法。

背景技术

工业的快速发展导致环境污染的严重增加，其中有机污染物是主要的污染源之一。这些有机染料废水的光催化氧化技术由于其高效率和低成本而受到了近几年的关注。ZnO具有较高的光吸收系数，快速的空穴传输和水下稳定性，因此具有广泛的能带隙，仅将光吸收限制在UV区，因此被广泛使用。为了提高ZnO的光催化效率，其中抑制载流子复合和提高光利用率尤为重要。

近年来，具有独特中空结构的空壳材料引起了人们广泛的关注。由于中空球材料的相对密度低、比表面积高、封装能力优良、渗透性良好，以及具有优异的声、光、电、磁学等性能，在药物载体、生物催化、疾病诊断、光电器件等领域有着广泛的应用。其主要制备方法有模板法(软模板，硬模板)、水热合成法、超声化学法、喷雾干燥法等。目前多采用碳球，PS球作为硬模板后续对模板进行煅烧得到中空结构，此方法实验过程复杂，且后续煅烧过程中球体容易坍塌。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种中空核壳结构ZnO/In₂O₃异质Ⅱ型光催化材料及其制备方法，通过简单的一步水热法来同时实现中空壳核结构和异质Ⅱ型光催化材料的构建，且该方法制备的纳米颗粒粒径较小，可有效抑制载流子的体内复合，从而提高光催化效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种中空核壳结构ZnO/In₂O₃异质Ⅱ型光催化材料，ZnO能带边缘：ECB＝-0.31eV,EVB＝+2.89eV，In₂O₃能带边缘：ECB＝-0.62eV,EVB＝+2.181eV，二者匹配形成ZnO/In₂O₃异质Ⅱ型光催化体系。

所述ZnO和In₂O₃均呈现纳米小颗粒状。

所述中空核壳结构ZnO/In₂O₃异质Ⅱ型光催化材料为纳米小颗粒组装起来的中空双层球形壳核结构。

一种中空核壳结构ZnO/In₂O₃异质Ⅱ型光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：

将锌盐和铟盐溶于水、乙二醇和聚乙二醇混合溶液中；

步骤二：

将步骤一得到的溶液在搅拌下加入尿素和柠檬酸钠，得到反应体系混合溶液；

步骤三：

将步骤二得到的反应体系混合溶液转移至高压反应釜进行水热反应；

步骤四：