[發明專利]一種Cu2O/ZnO異質結的制備方法無效
| 申請號： | 201110156386.1 | 申請日： | 2011-06-11 |
| 公開（公告）號： | CN102294246A | 公開（公告）日： | 2011-12-28 |
| 發明（設計）人： | 范希梅;王婕;吳德智;代佳;劉紅 | 申請（專利權）人： | 西南交通大學 |
| 主分類號： | B01J23/80 | 分類號： | B01J23/80;B01J35/02 |
| 代理公司： | 成都博通專利事務所 51208 | 代理人： | 陳樹明 |
| 地址： | 610031 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 cu sub zno 異質結 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種納米氧化物異質結的制備方法，特別是涉及一種具有良好光催化性能的納米異質結的制備方法。
背景技術
光催化技術被認為是解決環境污染和化石能源短缺等問題的最有前途的環境治理技術。四針狀氧化鋅晶須(T-ZnOw)屬于n型半導體，具有較高的量子產率。就普通四針狀氧化鋅晶須而言，作為一種半導體光催化材料光生電子和空穴容易復合，光催化效率較低。提高氧化鋅晶須的電子和空穴分離效率是提高氧化鋅晶須光催化效率的關鍵。從理論上講，提高光催化效率的方法包括貴金屬沉積、半導體復合、化學敏化等技術。貴金屬沉積是以Au、Ag、Pt沉積ZnO等為代表，Au、Ag、Pt價格昂貴，材料制備成本高，應用相對受限；半導體復合較為典型的是SiO2/ZnO、WO3/ZnO等，然而這一類光催化材料具有光催化性能不穩定等缺點；化學敏化是以有機染料如Ru(bpy)2+3以物理或者化學吸附方式與半導體氧化物相互作用，形成有機-半導體復合型光催化材料，它們的最大缺點在于光敏化劑受光激發注入半導體導帶的電子容易發生復合，敏化劑易發生氧化而從本體上脫附，導致性能下降。因此，這一光催化敏化體系依然面臨著光催化效率低、敏化劑的穩定性差和價格昂貴等問題。
發明內容
本發明的目的就是提供一種Cu2O/ZnO異質結的制備方法，該方法可在常壓下生產，設備簡單，反應時間短，成本低，能耗低，重復性好、易于工業化生產。
本發明為實現其發明目的，所采用的技術方案是：一種Cu2O/ZnO異質結的制備方法，其具體作法是：
a.混合液制備：將0.15-0.9克的硝酸銅溶于10ml蒸餾水中得硝酸銅溶液；另將分子量為30000的聚乙烯吡咯烷酮0.01-0.12克溶于90ml乙二醇中得聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液，再將所述兩種溶液混合均勻后，再加入2-3克四針狀氧化鋅晶須并攪拌均勻，制得混合液；
b.加熱反應：將混合液放在油浴中從室溫加熱到180-195℃，在180℃條件下，反應30-50分鐘，冷卻至室溫；
c.抽濾、烘干：將b步反應后的混合液直接抽濾后，用蒸餾水抽濾2次，再用乙醇抽濾3次得固體產物，最后于70-80℃真空干燥8小時即得。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
控制反應溫度在180-195℃下，可確保混合液中的Cu2+轉變成Cu2O，并很好地在ZnO表面生長成晶粒尺寸為幾百個納米的立方狀顆粒，且通過聚乙烯吡咯烷酮的分散控制作用，使Cu2O很好地分散在ZnO表面。通過控制ZnO的加入量使ZnO和Cu2O的摩爾配比為100∶1使其光催化性能最好。70-80℃的干燥使Cu2O/ZnO能夠迅速干燥，并且不破壞氧化鋅的微觀形貌，反應的重復再現性好。整個制備過程在常壓下完成，方法簡單，無需專用設備，反應時間僅需2-3個小時即可(除干燥外)，制備費用低，易于工業化推廣。
實驗證明，用本發明方法制得的Cu2O/ZnO納米異質結，可實現Cu2O形貌、數量可控并與ZnO結合緊密，具有優異的光催化性能。在波長為254nm紫外光照射下，用本發明方法制得的Cu2O/ZnO納米異質結的光催化性能高，在100分鐘內降解率可達99.9％，可用作高效率的光催化材料。
下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
附圖說明
圖1是實施例1制備的Cu2O/ZnO異質結的掃描電子顯微鏡圖。
圖2是實施例2制備的Cu2O/ZnO異質結的掃描電子顯微鏡圖。
圖3是實施例3制備的Cu2O/ZnO異質結的掃描電子顯微鏡圖。
圖4是實施例4制備的Cu2O/ZnO異質結的掃描電子顯微鏡圖。
圖5是實施例5制備的Cu2O/ZnO異質結的掃描電子顯微鏡圖。
具體實施方式
實施例1-5
實施例1-5的制備方法如下：
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