【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化，特别涉及一种玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、随着城市化、工业化以及世界人口的快速增强，地球上的水资源日益匮乏，如何修复被污染的水资源以及在源头上消除工业废水和生活废水对于环境的污染迫在眉睫。光催化，作为一种新型的水处理技术，越来越受到人们的关注。纳米氧化锌是一种低成本、绿色无毒的n型半导体材料金属氧化物，具有较高的化学稳定性和热稳定性且来源丰富，被广泛应用于光催化、传感、太阳能电池、化妆品等领域。然而，由于氧化锌材料本身的限制，其能带宽度为3.2～3.4ev，只能吸收紫外光，不能充分地利用太阳光。同时，纳米氧化锌的存在较为严重的光生载流子复合情况，因而无法作为光催化剂单独使用。
2、针对此难题，构筑半导体异质结是一种提高氧化锌光催化性能的的方式。目前，纳米氧化亚铜作为一种能带宽度窄的p型半导体材料，已被研究用于提高氧化锌材料对于可见光的吸收和抑制其光电载流子的复合。光生电子从氧化亚铜的导带流向氧化锌的导带并聚集，空穴聚集在氧化亚铜的价带，抑制光生电子和空穴的快速复合，扩大光吸收范围，提高光催化活性。然后，传统方法制备的氧化亚铜仍面临一下问题：1.cu2o颗粒尺寸较大，无法在氧化锌纳米棒表面有效负载；2.cu2o在zno纳米棒表面负载不均匀、负载效率低，存在局部集中负载现象；3.负载的cu2o都为薄膜或者大颗粒结构，比表面积小。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种玉米
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、本专利技术的第一方面提供了一种玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料，所述复合光催化材料呈玉米棒状结构，包括作为载体的纳米棒状氧化锌，以及自组装于所述棒状氧化锌表面的零维结构氧化亚铜纳米颗粒，所述纳米棒状氧化锌与零维结构氧化亚铜纳米颗粒形成异质结结构。
4、优选地，所述氧化锌与氧化亚铜纳米颗粒的质量比为5：1～45：1；所述纳米棒状氧化锌的直径为1～2μm，长度为10～20μm；所述氧化亚铜纳米颗粒的粒径为40～60nm。
5、本专利技术的第二方面提供了上述玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
6、s1、以六水合硝酸锌和六亚甲基四胺(hmt)为原料，通过一步水热法制备氧化锌纳米棒；
7、s2、以氧化锌纳米棒、硝酸铜和抗坏血酸(aa为原料，通过一步溶剂热法制备氧化亚铜-氧化锌纳米棒复合材料。
8、优选地，其特征在于，步骤s2中，所述氧化锌纳米棒、硝酸铜、抗坏血酸和溶剂的用量配比为0.1～2g：0.1～2g：0.01～0.1g：20ml。
9、优选地，所述溶剂为醇、水或者醇水混合溶剂，所述醇为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或者两种以上的组合；所述醇水混合溶剂中的醇与水的体积配比为10-1：1-10。
10、优选地，所述一步水热法中，水热反应的温度为120～140℃，反应时间为3～5h。
11、优选地，所述一步溶剂热法中，溶剂热反应的温度为80～180℃，进一步优选为120～140℃。
12、优选地，所述溶剂热反应的时间为1～5h，进一步优选为3～5h。本专利技术的第三方面提供了上述玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料在降解有机污染物中的应用。
13、优选地，所述有机污染物包括对硝基苯酚、对氯苯酚、苯酚、亚甲基蓝、罗丹明b(rhb)、甲基橙中的任意一种。
14、本专利技术具备如下有益效果：
15、(1)本专利技术首先通过一步水热法制备了氧化锌(zno)纳米棒，然后再以制备的zno纳米棒、硝酸铜和抗坏血酸(aa)为原料，通过一步溶剂热法制备了氧化亚铜-氧化锌(cu2o-zno)复合材料，该复合材料中，零维结构氧化亚铜(cu2o)纳米颗粒以多孔的方式分布在zno纳米棒的表面，形貌结构均一，呈独特玉米棒状的形貌结构，该结构可赋予cu2o-zno复合材料优异的光催化性能和降解有机污染物的性能。
16、(2)将本专利技术制备的玉米棒状的氧化亚铜-氧化锌(cu2o-zno)复合材料作为催化剂应用于降解有机染料罗丹明，实验结果表明，与对比样品氧化锌纳米棒相比，对1×10-4m的罗丹明b水溶液进行光催化降解1h后，玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合材料的降解率高达95.9％，远高于氧化锌微米棒(降解率仅为23％)。因此，本专利技术制备的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合材料作为催化剂具有更优异的光催化降解有机污染物的性能。
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1.一种玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料，其特征在于，所述复合光催化材料呈玉米棒状结构，包括作为载体的纳米棒状氧化锌，以及自组装于所述棒状氧化锌表面的零维结构氧化亚铜纳米颗粒，所述纳米棒状氧化锌与零维结构氧化亚铜纳米颗粒形成异质结结构。
2.根据权利要求1所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料，其特征在于，所述氧化锌与氧化亚铜纳米颗粒的质量比为5：1～45：1；所述纳米棒状氧化锌的直径为1～2μm，长度为10～20μm；所述氧化亚铜纳米颗粒的粒径为40～60nm。
3.一种如权利要求1或2所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述氧化锌纳米棒、硝酸铜、抗坏血酸和溶剂的用量配比为0.1～2g：0.1～2g：0.01～0.1g：20mL。
5.根据权利要求1所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为醇、水或者醇水混合溶
6.根据权利要求1所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述一步水热法中，水热反应的温度为120～140℃，反应时间为3～5h。
7.根据权利要求1所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述一步溶剂热法中，溶剂热的反应温度为80～180℃，所述溶剂热的反应时间为3～5h。
8.如权利要求1所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料在降解有机污染物中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料，其特征在于，所述复合光催化材料呈玉米棒状结构，包括作为载体的纳米棒状氧化锌，以及自组装于所述棒状氧化锌表面的零维结构氧化亚铜纳米颗粒，所述纳米棒状氧化锌与零维结构氧化亚铜纳米颗粒形成异质结结构。
2.根据权利要求1所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料，其特征在于，所述氧化锌与氧化亚铜纳米颗粒的质量比为5：1～45：1；所述纳米棒状氧化锌的直径为1～2μm，长度为10～20μm；所述氧化亚铜纳米颗粒的粒径为40～60nm。
3.一种如权利要求1或2所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的玉米棒状结构的氧化亚铜-氧化锌复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述氧化锌纳米棒、硝酸铜、抗坏血酸和溶剂的用量...
【专利技术属性】
技术研发人员：应玉龙，王旭生，王晟，
申请(专利权)人：杭州同净环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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