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技术

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，属于光催化技术领域。本发明专利技术首先以自然界广泛存在的植物叶片为原料制备碳化植物叶片，然后在碳化叶片上生长ZnO纳米棒阵列，最后采用光还原HAuCl4的方法在ZnO表面负载Au纳米粒子，从而得到所述光催化剂。多级结构组装体中ZnO与Au的比例可以通过改变加入的金源和锌源的比例及光照时间方便地进行调节。碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体保持了植物叶片特有的互穿的三维网络结构，可以提高催化剂的光能捕获能力，且多级结构组装体大的比表面积、互穿的网络结构也有利于反应物与催化剂的接触以及液体的扩散，从而可以从多方面提高光催化效率。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于光催化
，具体涉及一种碳化植物叶片@ZnO/Au异质结多级结构组装体催化剂及其制备方法。
技术介绍
光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题的最有应用前景的技术之一。光催化氧化技术主要是通过光与催化剂作用产生的自由基与有机污染物发生自由基氧化反应来降解污染物。迄今为止，已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以通过半导体光催化氧化而迅速降解。近年来，制备高效的光催化剂一直是科学家们研究的热点。在常用的半导体光催化剂中，ZnO的制备成本相对较低，且具有较低的生长和晶化温度、易于制备多样的形貌和结构，吸引了越来越多科学家的关注。目前，单纯的ZnO催化剂在实际应用中仍有三个亟待解决的问题：一是半导体在可见光区的吸收能力很差，严重限制了太阳光的利用；二是光生电子-空穴对重组率高，光量子效率低；三是纳米粉末催化材料分散性不好、容易发生团聚，且不易于固液分离。因此，开发具有更广光响应范围的催化材料以及提高光量子的利用效率是研究的重点方向。近年来，新型复合ZnO基异质结纳米材料得到了科学家们的广泛关注。在贵金本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙航，秦蓁，商殷兴，汤亚男，尹升燕，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22