一种纳米玉米棒Ag-ZnO复合催化剂的合成方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米玉米棒Ag

【技术实现步骤摘要】
一种纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂的合成方法及应用


[0001]本专利技术属于光催化材料的制备领域，具体而言，涉及一种纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂的合成方法及应用。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和社会的进步，人们对环境的破坏也加剧，而工业上的废水排放就是其中之一。而高级氧化是工业界最常用的废水处理技术之一，而开发高效、高稳定性的催化剂是当前高级氧化技术发展与应用的关键。ZnO因其价格低廉、光化学稳定性高、无毒等优点，广泛用于光催化。但因ZnO能隙宽，仅对紫外光响应，故对太阳光的利用率低，同时在光催化过程中产生的光生电子
‑
空穴易复合，影响光催化效率，另外还伴随着光化学腐蚀现象发生，极大地限制其实际使用。因此，使得它的光催化能力还需进一步提升，而构筑异质复合相就是一种可选的途径。
[0003]以金、银为代表的贵金属纳米粒子在光照下能展现出很强的光谱吸收，利用这样的特性，可以获得其局域表面等离子体共振光谱。金属的等离子体共振效应可以改变ZnO的能带，可扩宽光的响应范围，降低其光生电子
‑
空穴的复合，提高催化活性，从而提高其光催化效率。
[0004]鉴于此，本案专利技术人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术公开了一种纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂的合成方法，经水热反应先合成Ag纳米线或ZnO纳米棒，再将其超声分散于溶液中，利用湿化学法合成纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂。
[0006]优选的，以Ag纳米线为“棒”，ZnO量子点为“玉米粒”，具体包括如下步骤：步骤1.1：将硝酸银溶液缓慢滴加到葡萄糖溶液中，混合液再滴加到Fe
3+
盐溶液中，之后加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，水热反应一段时间，用去离子水和乙醇交替离心清洗几遍，60℃真空干燥，即可得Ag纳米线；步骤1.2：将合成的Ag纳米线超声分散于醇溶液中，然后依次加入乙酸锌醇溶液和氢氧化锂醇溶液，再水浴加热反应一段时间，冷却至室温，用乙醇离心清洗、60℃真空干燥6h，即可得纳米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂。
[0007]优选的，步骤1.1中硝酸银浓度为0.15mol/l，葡萄糖浓度为0.1mol/l，PVP的K值为30，PVP在溶液中的浓度为0.03
‑
0.05g/ml，Fe
3+
为硫酸铁或硝酸铁，其浓度为0.012
‑
0.02mol/l。
[0008]优选的，步骤1.1中水热反应温度为170
‑
190℃，反应时间为3h。
[0009]优选的，步骤1.2中醇溶液为乙醇或甲醇。
[0010]优选的，步骤1.2中乙酸锌的浓度为0.012g/ml，氢氧化锂的浓度为0.005g/ml，两者的体积比为1：1。
[0011]优选的，步骤1.2中水浴温度为60
‑
80℃，时间为15
‑
20分钟。
[0012]优选的，步骤1.2中Ag和ZnO的摩尔比为(1
‑
4)：1。
[0013]优选的，以ZnO纳米棒为“棒”，纳米Ag颗粒为“玉米粒”，具体包括如下步骤：步骤2.1：将硝酸锌、NaOH、十二烷基苯磺酸钠溶于去离子水中，搅拌反应30分钟，然后再水热反应，用去离子水和乙醇交替离心清洗几遍，再60℃真空干燥，即可得ZnO纳米棒；步骤2.2：将ZnO纳米棒超声分散于水溶液，依次缓慢加入硝酸银配成的银氨溶液和葡萄糖溶液，水浴反应并磁力搅拌，用去离子水和乙醇交替离心清洗几遍、60℃真空干燥6h，即得纳米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂。
[0014]优选的，步骤2.1中硝酸锌、NaOH和十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：6：1。
[0015]优选的，步骤2.1中水热反应温度为100
‑
120℃，时间为14
‑
16h。
[0016]优选的，步骤2.2中硝酸银浓度为0.05
‑
0.1mol/l，加入稀氨水配成银氨溶液，葡萄糖浓度为0.5mol/l，两者的体积比为1：1。
[0017]优选的，步骤2.2中水浴温度为室温，ZnO和Ag的摩尔比为(1
‑
4)：1。
[0018]将根据上述方法制备得到的纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂应用于光催化降解环境污染物及太阳能制氢领域。
[0019]有益效果：采用本专利技术技术方案产生的有益效果如下：（1）该方法合成了一种新型形貌的纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂。
[0020]（2）该方法简单、可重复性好，可大量生产，所得的复合催化剂化学稳定性好易于存储。
[0021]（3）利用金属等离子体共振原理，改变ZnO的能带，扩展光的响应范围，提高催化活性，从而大大提高了太阳能的利用率和复合催化剂的催化效率。
[0022]（4）所得复合催化剂在光催化降解环境污染物及太阳能制氢等领域有良好的应用前景。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为本专利技术一个优选实施例制得的Ag纳米线扫描电镜照片；图2为本专利技术一个优选实施例制得的ZnO纳米棒扫描电镜照片；图3为本专利技术一个优选实施例制得的ZnO量子点透射电镜照片；图4为本专利技术一个优选实施例制得的ZnO“棒
”‑
Ag“玉米芯”复合催化剂扫描电镜照片。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施
方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]一种纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂的合成方法，经水热反应先合成Ag纳米线或ZnO纳米棒，再将其超声分散于溶液中，利用湿化学法合成纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂。
[0027]作为一种优选的实施方式，以Ag纳米线为“棒”，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米玉米棒Ag
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ZnO复合催化剂的合成方法，其特征在于，经水热反应先合成Ag纳米线或ZnO纳米棒，再将其超声分散于溶液中，利用湿化学法合成纳米玉米棒Ag
‑
ZnO复合催化剂。2.根据权利要求1所述的一种纳米玉米棒Ag
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ZnO复合催化剂的合成方法，其特征在于，以Ag纳米线为“棒”，ZnO量子点为“玉米粒”，具体包括如下步骤：步骤1.1：将硝酸银溶液缓慢滴加到葡萄糖溶液中，混合液再滴加到Fe
3+
盐溶液中，之后加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，水热反应一段时间，用去离子水和乙醇交替离心清洗几遍，60℃真空干燥，即可得Ag纳米线；步骤1.2：将合成的Ag纳米线超声分散于醇溶液中，然后依次加入乙酸锌醇溶液和氢氧化锂醇溶液，再水浴加热反应一段时间，冷却至室温，用乙醇离心清洗、60℃真空干燥6h，即可得纳米棒Ag
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ZnO复合催化剂。3.根据权利要求2所述的一种纳米玉米棒Ag
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ZnO复合催化剂的合成方法，其特征在于，步骤1.1中硝酸银浓度为0.15mol/l，葡萄糖浓度为0.1mol/l，PVP的K值为30，PVP在溶液中的浓度为0.03
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0.05g/ml，Fe
3+
为硫酸铁或硝酸铁，其浓度为0.012
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0.02mol/l。4.根据权利要求2所述的一种纳米玉米棒Ag
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ZnO复合催化剂的合成方法，其特征在于，步骤1.1中水热反应温度为170
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190℃，反应时间为3h。5.根据权利要求2所述的一种纳米玉米棒Ag
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ZnO复合催化剂的合成方法，其特征在于，步骤1.2中醇溶液为乙醇或甲醇；乙酸锌的浓度为0.012g/ml，氢氧化锂的浓度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉蓉，许龙山，祝勇，李金栋，代紫薇，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：