【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化材料的制备和应用，尤其涉及一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料。
技术介绍
1、光催化材料是指能够在光的作用下发生光化学反应的一类半导体材料，广泛应用于环境净化、能源转化、化学合成等领域。光催化材料的光吸收率是影响其光催化性能的重要因素之一，光吸收率越高，光催化材料能够利用的光能越多，光催化效率越高。目前，常见的光催化材料如tio2、zno、cds等，由于其较大的带隙，只能吸收紫外光或可见光的一部分，而太阳光中紫外光和可见光的比例仅占约5％和43％，因此，这些光催化材料的光吸收率较低，限制了其在光催化领域的应用。
2、为了提高光催化材料的光吸收率，目前已有许多研究工作进行了探索，主要包括以下几种方法：
3、(1)元素掺杂法。通过在光催化材料中掺入不同的元素，可以改变其能带结构，降低其带隙，从而增加其对可见光的吸收。例如，通过在tio2中掺入n、c、s等非金属元素，或者在zno中掺入mn、co、ni等过渡金属元素，可以使其具有可见光响应性。然而，元素掺杂法也存在一些问题，如掺杂元素的浓度、分布、价态等难以控制，掺杂元素引入缺陷或杂质，影响光催化材料的稳定性和选择性等。
4、(2)复合改性法。通过将不同的光催化材料复合在一起，可以形成异质结结构，实现光生载流子的有效分离和传输，同时扩大光吸收范围，提高光催化活性。例如，通过将tio2与cds、bivo4等可见光响应的光催化材料复合，可以形成z型或s型异质结，实现对可见光的协同利用。然而，复合改性法也存在一些问题，如复合材料的
5、(3)表面修饰法。通过在光催化材料的表面修饰一层有机或无机的物质，可以改变其表面性质，增强其对光的吸收或散射，提高光催化效率。例如，通过在tio2的表面修饰有机染料、聚合物、碳纳米管等，可以使其对可见光有较强的吸收或敏化作用。然而，表面修饰法也存在一些问题，如修饰物质的稳定性、毒性、成本等，以及修饰物质阻碍光催化材料表面的反应活性位点等。
6、综上所述，目前已有的提高光催化材料光吸收率的方法都存在一定的局限性和不足，因此，急需开发一种新型的、能够有效提高光催化材料光吸收率的涂层材料。
7、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
8、目前已有的提高光催化材料光吸收率的方法都存在一定的局限性和不足。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料。
2、本专利技术是这样实现的，一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料包括以下组分：
3、金属纳米颗粒，其含量为0.1-10wt％，金属纳米颗粒的材料为au、ag、cu、al、pt，金属纳米颗粒的形状为球形、棒形、片形，金属纳米颗粒的尺寸为1-100nm；
4、介电材料，其含量为10-90wt％，介电材料的材料为sio2、tio2、zro2、al2o3、zno，介电材料的形状为球形、棒形、片形，介电材料的尺寸为10-1000nm；
5、粘合剂，其含量为1-10wt％，粘合剂的材料为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯醋酸乙烯共聚物，粘合剂的作用是将金属纳米颗粒和介电材料粘合在一起，形成均匀的涂层材料。
6、一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法如下：
7、步骤一，将au纳米球、sio2纳米球和聚乙烯醇分别溶解在水中，得到三种不同的溶液；
8、步骤二，将三种溶液按1:1:1的体积比混合，充分搅拌，得到涂层材料的溶液；
9、步骤三，将tio2光催化材料放置在一个玻璃板上，用刷子将涂层材料的溶液均匀涂覆在tio2光催化材料的表面，厚度为0.01cm；
10、步骤四，将涂覆后的tio2光催化材料放入一个烘箱中，温度为80℃，时间为2小时，使涂层材料固化，得到涂层材料涂覆的tio2光催化材料。
11、进一步，所述au纳米球的尺寸为20nm，含量为1wt％。
12、进一步，所述sio2纳米球的尺寸为100nm，含量为50wt％。
13、进一步，所述聚乙烯醇的含量为5wt％。
14、进一步，所述tio2光催化材料的形状为片状，尺寸为10cm×10cm×0.1cm。
15、一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料的光催化性能测试方法如下：
16、(1)将涂层材料涂覆的tio2光催化材料和未涂覆的tio2光催化材料分别放置在一个光反应器中，光反应器的光源为太阳模拟灯；
17、(2)向光反应器中加入100ml的亚甲基蓝溶液，作为光催化反应物，同时向光反应器中通入空气，作为氧供体；
18、(3)开启光源，进行光催化反应，每隔10分钟取出一定量的反应液，用紫外可见分光光度计测量其吸光度，计算亚甲基蓝的降解率；
19、(4)比较涂层材料涂覆的tio2光催化材料和未涂覆的tio2光催化材料的光催化性能。
20、进一步，所述太阳模拟灯的光强度为100mw/cm2。
21、进一步，所述亚甲基蓝溶液的浓度为10mg/l。
22、一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备系统包括：
23、溶解模块、混合搅拌模块、涂覆模块、固化模块；
24、溶解模块，与混合搅拌模块连接，用于将au纳米球、sio2纳米球和聚乙烯醇分别溶解在水中，得到三种不同的溶液；
25、混合搅拌模块，与溶解模块、涂覆模块连接，用于将三种溶液按1:1:1的体积比混合，充分搅拌，得到涂层材料的溶液；
26、涂覆模块，与混合搅拌模块、固化模块连接，用于将tio2光催化材料放置在一个玻璃板上，用刷子将涂层材料的溶液均匀涂覆在tio2光催化材料的表面，厚度为0.01cm；
27、固化模块，与涂覆模块连接，用于将涂覆后的tio2光催化材料放入一个烘箱中，温度为80℃，时间为2小时，使涂层材料固化，得到涂层材料涂覆的tio2光催化材料。
28、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
29、第一、本专利技术的涂层材料能够有效提高光催化材料的光吸收率，从而提高光催化材料的光催化性能。这是因为，金属纳米颗粒能够产生表面等离激元共振效应，增强光催化材料表面的局部电场强度，同时也能够散射入射光，增加光催化材料的光路径，从而增加光催化材料的光吸收量。介电材料能够作为金属纳米颗粒的载体，提供更多的表面积，同时也能够调节金属纳米颗粒的表面电场强度，同时也能够调节金属纳米颗粒的表面等离激元共振波长，使其更适合光催化材料的光吸收特性。因此，本专利技术的涂层材料能够实现对紫外光、可见光和近红外光的宽光谱吸收，提高光催化材料的光利用效率。
30、本专利技术的涂层材料具有制备简单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料，其特征在于，包括以下组分：
2.一种如权利要求1所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料的提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法如下：
3.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述Au纳米球的尺寸为20nm，含量为1wt％。
4.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述SiO2纳米球的尺寸为100nm，含量为50wt％。
5.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的含量为5wt％。
6.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述TiO2光催化材料的形状为片状，尺寸为10cm×10cm×0.1cm。
7.一种如权利要求1所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料的光催化性能测试方法，其特征在于，所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料的光催化性
8.如权利要求7所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料系统，其特征在于，所述太阳模拟灯的光强度为100mW/cm2。
9.如权利要求7所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料系统，其特征在于，所述亚甲基蓝溶液的浓度为10mg/L。
10.一种实施如权利要求2-6任意一项所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法的提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备系统，其特征在于，所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料，其特征在于，包括以下组分：
2.一种如权利要求1所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料的提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法如下：
3.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述au纳米球的尺寸为20nm，含量为1wt％。
4.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述sio2纳米球的尺寸为100nm，含量为50wt％。
5.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的含量为5wt％。
6.如权利要求2所述提高光催化材料光吸收率的新型涂层材料制...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣，范伟，钱士亮，姜寿祥，徐峰，徐刚，陈胜，肖庆寿，郭恒杰，纪旭，王科，孟则达，
申请(专利权)人：红蚂蚁装饰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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