[发明专利]一种异质结构纳米复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料合成技术领域。本发明提供了一种异质结构纳米复合物及其制备方法和应用。本发明采用硝酸银、硝酸锌、酒石酸、葡萄糖、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和水制备得到了纳米复合材料，将纳米复合材料、三氧化二锰、葡萄糖、酒石酸、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和水制备得到了异质结构纳米复合物。本申请提供的异质结构纳米复合物包含金属‑半导体，半导体‑半导体多异质结纳米复合光催化剂，颗粒尺寸分布均匀，具有优良的可见光吸收能力和有效光生载流子分离。本发明提供的制备方法简单、反应条件温和、绿色环保、产物为固体纳米粉体，有利于保存及进一步利用。

技术领域

本发明涉及材料合成技术领域，尤其涉及一种异质结构纳米复合物及其制备方法和应用。

背景技术

通过设计、构建多异质结构，有机结合多个组分的特定性能，从而实现材料的高效和多功能性，在传感器、光电材料、催化领域等都是近年来的研究热点。在ZnO上负载贵金属Ag被认为是一种有效提升ZnO催化剂性能的手段，独特的金属-半导体异质结结构能够形成肖特基势垒，Ag表面的等离子体共振效应可以促进光生载流子的分离，将ZnO的光吸收拓展到可见光区。

三元及以上纳米复合材料的合成对制备方法和反应条件的要求非常苛刻，在现有技术中有以下几种方法来制备三元及以上的纳米复合材料：热分解法：将一定量的乙酸锌、乙酸锰和乙酸银混合，用研钵和杵捣进行研磨3h处理后，即煅烧得到ZnO/Ag/Mn₂O₃纳米复合物，但是热分解法所制备的结构为无定形。高分子网络凝胶法：采用高分子网络凝胶法制备银/氧化锌复合纳米粉体，其引发剂为过硫酸铵，并使用了硝酸调节溶液pH，但是这种方法不利于环境保护和安全生产。

发明内容

本发明的目的在于提供克服现有技术中的缺陷，提供一种异质结构纳米复合物及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种异质结构纳米复合物的制备方法，包含下列步骤：

(1)将硝酸银、硝酸锌、酒石酸、葡萄糖、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和水混合得到湿凝胶；

(2)将所述湿凝胶顺次进行干燥、研磨和煅烧得到纳米复合材料；

(3)将所述纳米复合材料、三氧化二锰、葡萄糖、酒石酸、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和水混合得到湿凝胶；

(4)将所述湿凝胶顺次进行干燥、研磨和煅烧，即得所述异质结构纳米复合物。

作为优选，所述步骤(1)中硝酸银和硝酸锌的摩尔比为1～5：95～100；

所述硝酸锌和葡萄糖的摩尔比为1：6.10～6.85；

所述硝酸银和硝酸锌阳离子的摩尔和与酒石酸的摩尔比为1：1.45～1.55；

所述硝酸银和硝酸锌阳离子的摩尔和与丙烯酰胺的摩尔比为1：7.45～7.55；

所述硝酸银和硝酸锌阳离子的摩尔和与亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为1：1.45～1.55；

所述硝酸锌和水的质量比为1：10.5～11.5。

作为优选，所述步骤(1)中混合在搅拌条件下进行，所述混合的温度为85～90℃，所述搅拌的转速为500～600rpm，所述搅拌的时间为30～60min。

作为优选，所述步骤(2)中干燥的温度为110～130℃，所述干燥的时间为22～24h；

所述步骤(2)中煅烧的温度为600～700℃，所述煅烧的时间为200～300min。

作为优选，所述步骤(3)中三氧化二锰和纳米复合材料的摩尔比为1～10：90～100；