基于ZnCuAl类水滑石前驱体制备高效可见光催化剂的方法技术

本发明专利技术是在三元类水滑石特殊结构的基础上获得高光催化效率的复合氧化物ZnO/CuO/ZnAl2O4，其复合体中金属离子达到原子水平的混合。本发明专利技术获得了在提高比表面积的同时，得到了具有多孔结构，性能良好的光催化材料及其制备方法。本发明专利技术利用硝酸锌、铜、铝，强碱弱酸盐和强碱等为原料，配成盐溶液和碱溶液后混合球磨，将球磨悬浮液在一定温度下进行水热陈化处理，制得三元ZnCuAl-LDHs前驱体，将前驱体放入马弗炉中在400-800℃下焙烧2-6小时，即得产物，比表面积大于72m2·g-1。本发明专利技术的光催化剂比表面积大，有介孔结构。制备该复合光催化剂的原料丰富，价格低廉，工艺简单，可重复使用。

【技术实现步骤摘要】
基于ZnCuAl类水滑石前驱体制备高效可见光催化剂的方法
本专利技术属于先进材料及其制备
，涉及一种通过ZnCuAl类水滑石前驱体制备高效可见光催化剂的方法，该光催化材料在可见光照射下对有机染料具有高光催化降解活性。
技术介绍
水滑石是指一系列天然存在或人工合成的具有层状结构的粘土，是由带正电荷的金属氧化层和层间填充的带负电荷的阴离子构成。由于它们的主体成份一般是由两种金属的氢氧化物构成，因此又称其为层状双羟基复合金属氧化物（简写LDH），由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料（即类水滑石，简写LDHs）。由于LDHs的拓扑转变使水滑石前体焙烧制备的复合金属氧化物组成可调且二者高度分散，因此，这一制备途径所得到的复合金属氧化物的性质明显优于其他传统的方法。此外，经类水滑石焙烧得到的复合金属氧化物由于具有较小的晶粒尺寸，较高的热稳定性和较大的比表面积，在光催化领域引起广泛关注。同时通过LDHs前驱体法制备光催化剂具有操作简便，绿色环保，效果良好的特点。LDHs在一定的温度下会发生热分解行为，包括层间水、层间阴离子脱除，层板羟基脱水和新相生成等步骤。200℃焙烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在三元类水滑石特殊结构的基础上获得高效率的复合氧化物纳米光催化材料的制备方法，其特征为：将硝酸锌、硝酸铜、硝酸铝、强碱弱酸盐和强碱等为原料制备ZnCuAl?类水滑石前驱体，通过焙烧后获得复合氧化物，该复合氧化物化学组成为ZnO、CuO、ZnAl2O4，其制备工艺步骤包括：?(1)?盐溶液(A)配制：以一定的物质的量之比称取硝酸锌、硝酸铜与硝酸铝加入去离子水中，充分溶解形成溶液(A)，维持一定的总金属离子浓度；?(2)?碱溶液(B)配制：MOH（强碱）和MnA（强碱弱酸盐）溶于去离子水中形成溶液(B)，其中[An?]＞[Al3+]，[OH?]＞[Cu2+]+[Zn2+]+[Al3+]；(3)...

【技术特征摘要】
1.一种在三元类水滑石特殊结构的基础上获得高效率的复合氧化物纳米光催化材料的制备方法，其特征为：将硝酸锌、硝酸铜、硝酸铝、强碱弱酸盐和强碱为原料制备ZnCuAl-类水滑石前驱体，通过焙烧后获得复合氧化物，该复合氧化物化学组成为ZnO、CuO、ZnAl2O4。其制备工艺步骤包括：(1)盐溶液(A)配制：以一定的物质的量之比称取硝酸锌、硝酸铜与硝酸铝加入去离子水中，充分溶解形成溶液(A)，维持一定的总金属离子浓度；(2)碱溶液(B)配制：MOH（强碱）和MnA（强碱弱酸盐）溶于去离子水中形成溶液(B)，其中[An-]＞[Al3+]，[OH-]＞[Cu2+]+[Zn2+]+[Al3+](3)混合球磨：取一定量的溶液(A)和相应量体积的溶液(B)快速混合并加入球磨机的球磨罐中，以一定频率球磨一定时间；(4)水热反应：将步骤（3）制得的球磨悬浮液转入到内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中，于一定温度下陈化处理数小时；(5)抽滤、洗涤、干燥与收集：将陈化处理后的产品自然冷却至室温，再倒入真空抽滤装置中抽滤，用去离子水洗多次抽滤洗涤，获得的固体物放入干燥箱中干燥，研磨后即得Zn-Cu-Al类水滑石，产品为深黑色。(6)将步骤(5)获得的固体放入刚玉坩埚，将其置于马弗炉中在一定温度下焙烧数小时，即得产物，呈褐色，对样品进行表征，最佳条件下获得样品其比表面积大于72m2·...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎建辉，张丽，钟明，唐课文，李果，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：