The invention discloses a preparation method and process of zinc oxide based composite photocatalyst with excellent photocatalytic performance under visible light irradiation, belonging to the technical field of material preparation. The photocatalyst powders of ZnO, ZnO / graphene composite and ZnO / n-doped graphene composite were synthesized by one-step hydrothermal method. The invention has the advantages of simple preparation method, low cost, high yield, no pollution, long service life and easy popularization.
【技术实现步骤摘要】
一种在可见光照射下具有优异光催化性能的氧化锌基复合光催化剂
本专利技术属于材料制备领域，涉及N型半导体氧化锌与石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究，并研究了改性石墨烯修饰氧化锌对光催化性能的影响。
技术介绍
氧化锌（ZnO）是一种N型半导体材料，具有较宽的带隙（3.37eV）和大的激发结合能（60meV），这使其在发光二极管，光催化剂，气体传感器等领域具有巨大的潜力。然而，诸如ZnO的半导体光催化剂主要具有两个缺点。首先，ZnO的光生电子-空穴复合过快，导致量子效率降低，限制了光催化能力。其次，在可见光范围内使用太阳光谱是低效的，这极大地妨碍了其商业应用。通常，半导体催化剂可通过掺杂，复合材料和杂化材料来提高光催化效率，通过与碳材料组合制造复合纳米结构是提高光催化剂能量效率的方法之一，参阅RenewableandSustainableEnergyReview:AreviewofZnOnanoparticlesassolarphotocatalysts:Synthesis,mechanismsandapplicat...
【技术保护点】
1.一种在可见光照射下具有优异光催化性能的氧化锌基复合光催化剂，其特征在于具有无污染、制备方法简单、高光催化活性；所用锌源是六水合硝酸锌（Zn(NO
【技术特征摘要】
1.一种在可见光照射下具有优异光催化性能的氧化锌基复合光催化剂，其特征在于具有无污染、制备方法简单、高光催化活性；所用锌源是六水合硝酸锌（Zn(NO3)2·6H2O），碱源是氢氧化钠（NaOH），所用氮源是尿素（CO(NH2)2），氧化石墨烯从原始石墨粉制备，所用试剂有硫酸（H2SO4），高锰酸钾（KMnO4），双氧水（H2O2，30%），稀盐酸（HCl，5%），以及去离子水，所有试剂都未经处理；采用水热法合成氧化锌：在磁力搅拌下将3毫摩尔的Zn(NO3)2·6H2O分散在30ml去离子水中为A溶液，将一定比例的NaOH（Zn2+:OH-的摩尔比1:7.5）分散在30毫升去离子水中为B溶液，室温在磁力搅拌下将B溶液缓慢滴加到上述溶液中，反应进行30分钟，之后，将混合物密封在聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中升温至180℃并保温9小时，完成反应后，将高压釜自然冷却至室温，用去离子水和乙醇洗涤白色沉淀数次，最后将沉淀物在空气中在60℃下干燥8小时；氧化石墨烯的制备：通过改进的Hummers方法由天然石墨粉制备氧化石墨烯，简言之，将1.2克石墨粉与50毫升浓H2SO4混合，在冰水浴中搅拌混合物3小时，然后缓慢加入6克KMnO4，保持温度低于5℃并连续搅拌3小时，移去冰水浴，将混合物溶液升温至35℃搅拌3小时，然后逐渐加入90毫升冰去离子水持续搅拌1小时；将温度升至95℃保持1小时，接下来用10毫升H2O2处理该混合物直至停止冒泡，停止搅拌将溶液冷却至室温静置一晚，然后倾倒上清液，抽滤得到红棕色沉淀物并用HCl洗涤，接下来，将沉淀物分散在200毫升去离子水中并超声处理一天；然后，将超声均匀的溶液倒入透析袋中进行透析六至七天，将溶液离心并收集上清液，最后，将溶液冷冻干燥成粉末，将2克该粉末分散在1000毫升去离子水中超声处理均匀得到2g/ml的GO棕色分散体；氧化锌和石墨烯复合材料的制备：氧化锌和石墨烯复合材料采用简单的一锅水热法制备，简言之，将3毫摩尔的Zn(NO3)2·6H2O溶于20毫升去离子水中超声处理30分钟，将不同比例的氧化石墨烯（GO）溶液倒入硝酸...
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