【技术实现步骤摘要】
本申请涉及复合材料制备，具体涉及一种异质结半导体复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着经济和工业化加速发展，工业废弃污染物对水环境的污染日益严重，影响着人类的健康和水生生物的正常生活。高级氧化技术是一种有效的处理有机污染物的方法，其中基于硫酸根自由基(so4·-)的高级氧化技术是近几年来发展起来的极具潜力的技术，它主要通过激活过硫酸盐产生硫酸根自由基，进而氧化降解污染物。应用光催化激活过硫酸盐用于污染物降解具有稳定性好、适用范围广、氧化能力强、反应条件温和等优点，吸引着科研人员的持续关注。然而，单独的半导体光催化材料存在太阳能利用率低和量子效率低这两个关键性的缺陷，限制了其潜在的工业应用。为此，设计和研发用于活化过硫酸盐的高效光催化剂成为了科研领域的当务之急。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷或不足，本申请的目的是提供一种异质结半导体复合材料及其制备方法与应用。一方面该异质结半导体复合材料在200nm～800nm的波长区间均具备光吸收特性，太阳能利用率高，另一方面当光照射到该异质结半导体复合材料表面时，促进了包含电子和空穴分离的光电转换能力，故该复合材料改善了光催化效率。
2、本申请的目的是通过如下具体技术方案实现的：
3、第一方面，本申请提供了一种异质结半导体复合材料，包括磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒包括磁性铁氧体纳米粒子，与附着在所述磁性铁氧体纳米粒子表面的mxene量子点；
4、所述mxene量子点的质量与所述磁性铁氧体
5、在本申请的一些实施方式中，所述复合材料满足如下一种或两种以上：
6、(1.1)所述磁性纳米颗粒具备类球形结构，所述磁性铁氧体纳米粒子具备球形结构；
7、(1.2)所述磁性纳米颗粒的表面粗糙度低于所述磁性铁氧体纳米粒子的表面粗糙度；
8、(1.3)所述磁性纳米颗粒的粒径不大于所述磁性铁氧体纳米粒子的粒径；优选地，所述磁性纳米颗粒的粒径为80nm～120nm，所述磁性铁氧体纳米粒子的粒径为100nm～200nm；
9、(1.4)所述磁性纳米颗粒的磁饱和值小于所述磁性铁氧体纳米粒子的磁饱和值；优选地，所述磁性纳米颗粒的磁饱和值为35emu·g-1～41.2emu·g-1；所述磁性铁氧体纳米粒子的磁饱和值为41.3emu·g-1～42emu·g-1。
10、在本申请的一些实施方式中，所述k满足：0.015≤k≤0.03。
11、在本申请的一些实施方式中，所述磁性铁氧体纳米粒子的化学式为mexfeyoz，me为二价金属离子，1≤x≤2，1≤y≤2，2≤z≤4；
12、me优选为mg、mn、ni、zn、fe、co、cd、cu中的任一种。
13、本申请的第二方面是提供一种第一方面所述的复合材料的制备方法，包括如下制备过程：
14、制备磁性铁氧体纳米粒子；
15、制备mxene量子点溶液；
16、将磁性铁氧体纳米粒子分散至mxene量子点溶液中，再经过离心处理、干燥，制得异质结半导体复合材料。
17、在本申请的一些实施方式中，所述制备mxene量子点溶液包括如下过程：
18、将ti3c2tx粉末加入四甲基氢氧化铵溶液中室温搅拌一段时间得混合溶液；
19、对所述混合溶液离心处理、过滤、干燥制得具备插层的ti3c2tx粉末；
20、将所述具备插层的ti3c2tx粉末分散至水中，超声分散、离心，收集上层清液得mxene量子点溶液。
21、本申请的第三方面是提供一种光催化剂，该光催化剂包含第一方面所述的异质结半导体复合材料或第二方面所述的制备方法制得的异质结半导体复合材料；
22、优选地，所述光催化剂在200nm～800nm的波长区间均具备光吸收特性。
23、本申请的第四方面是提供一种第一方面所述的异质结半导体复合材料或第二方面所述的制备方法制得的异质结半导体复合材料用于降解有机污染物，所述有机污染物为水体可降解有机小分子污染物。优选地，所述有机污染物包含染料、无色污染物、抗生素。
24、本申请的第五方面是提供一种第一方面所述的异质结半导体复合材料或第二方面所述的制备方法制得的异质结半导体复合材料降解有机污染物的方法，所述方法包括如下过程：
25、将异质结半导体复合材料加入到待处理有机污染物溶液中，黑暗中搅匀；
26、向待处理有机污染物溶液中加入过硫酸盐，在可见光下进行光催化反应以实现对有机污染物的降解。
27、在本申请的一些实施方式中，所述方法满足如下任一种或两种以上的条件：
28、(2.1)所述待处理有机污染物溶液中异质结半导体复合材料的浓度为0.01g/l～0.3g/l，优选为0.1g/l～0.3g/l；
29、(2.2)所述待处理有机污染物溶液的ph值为3～11，优选为5～11；
30、(2.2)所述待处理有机污染物溶液中的过硫酸盐浓度为0.1g/l～0.4g/l。
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1.一种异质结半导体复合材料，其特征在于：包括磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒包括磁性铁氧体纳米粒子，与附着在所述磁性铁氧体纳米粒子表面的MXene量子点；
2.根据权利要求1所述的异质结半导体复合材料，其特征在于：所述复合材料满足如下一种或两种以上：
3.根据权利要求1～2中任一项所述的异质结半导体复合材料，其特征在于：所述k满足：0.015≤k≤0.03。
4.根据权利要求1～2中任一项所述的异质结半导体复合材料，其特征在于：所述磁性铁氧体纳米粒子的化学式为MexFeyOz，Me为二价金属离子，1≤x≤2，1≤y≤2，2≤z≤4；
5.一种异质结半导体复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下制备过程：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述制备MXene量子点溶液包括如下过程：
7.一种光催化剂，其特征在于：包含权利要求1～4中任一项所述的异质结半导体复合材料或权利要求5～6中任一项所述制备方法制得的异质结半导体复合材料；
8.一种权利要求1～4中任一项所述的异质结半导体复合材料或权
9.一种权利要求1～4中任一项所述的异质结半导体复合材料或权利要求5～6中任一项所述的异质结半导体复合材料降解有机污染物的方法，其特征在于：所述方法包括如下过程：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述方法满足如下任一种或两种以上的条件：
...【技术特征摘要】
1.一种异质结半导体复合材料，其特征在于：包括磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒包括磁性铁氧体纳米粒子，与附着在所述磁性铁氧体纳米粒子表面的mxene量子点；
2.根据权利要求1所述的异质结半导体复合材料，其特征在于：所述复合材料满足如下一种或两种以上：
3.根据权利要求1～2中任一项所述的异质结半导体复合材料，其特征在于：所述k满足：0.015≤k≤0.03。
4.根据权利要求1～2中任一项所述的异质结半导体复合材料，其特征在于：所述磁性铁氧体纳米粒子的化学式为mexfeyoz，me为二价金属离子，1≤x≤2，1≤y≤2，2≤z≤4；
5.一种异质结半导体复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下制备过程：
6.根据权利要求5所述的制备方...
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