[發明專利]一種扇形羥基氟化鋅的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201610365667.0
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN106044842B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 滕飛;楊豪
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C01G9/00
• 分類號: C01G9/00;B01J27/138
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明屬于催化劑領域，具體涉及一種扇形羥基氟化鋅催化劑的制備方法。

背景技術

利用半導體氧化物材料在太陽光照射下表面能受激活化的特性，可有效地氧化分解有機污染物。與傳統的凈化環境處理方法相比，半導體光催化技術擁有反應條件溫和、無二次污染、操作簡單和降解效果顯著等優勢。TiO₂是最常見并且是被研究得最多的催化劑之一，但其產生的光生電子空穴對很容易復合，導致電子和空穴不能及時遷移至表面參與氧化還原反應，從而光轉化效率較低。因此尋找性能優異的新型光催化材料以獲得具有高效光催化活性的光催化劑非常有意義。含鋅系列復合物有著廣泛的用途，不僅可以用于醫藥行業，還可應用于半導體。由于鋅元素相對是一種無毒綠色的金屬，近年來在光催化劑的制備上，日益取代含鉛、銻、鎘、汞等有毒元素的化合物，如ZnO，ZnS等。已報道的羥基氟化鋅相關專利中有中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，發的陣列Zn(OH)F半導體的制備方法(CN201510419381.1)。羥基氟化鋅作為一種新型功能材料，在光催化方面的研究鮮見報道。

發明內容

發明目的：本發明的目的本發明的目的是提供一種簡單易行，有利于大規模推廣，高活性的扇形羥基氟化鋅的新型制備方法。

技術方案：本發明所述的扇形羥基氟化鋅催化劑的制備方法，包括如下幾個步驟：

1)將30ml水和5ml無水乙醇混合后，在攪拌條件下，加入1.25-2.5mmol氯化鋅和17-24mmol氫氧化鈉，攪拌30min，

2)將步驟1)的混合溶液加入到具有聚四氟乙烯內襯的高壓釜中，140℃恒溫水熱反應12小時，離心洗滌干燥，即得到氧化鋅產物。

3)取35ml水，在攪拌條件下，加入步驟2)得到的氧化鋅產物0.7-1.5mmol，

4)加入氟化銨3-6mmol，攪拌30min，

5)將步驟4)的混合溶液加入到具有聚四氟乙烯內襯的高壓釜中，180℃恒溫水熱反應24小時，離心洗滌干燥，即得到羥基氟化鋅產物。

羥基氟化鋅具有區別于金屬或絕緣物質的特別的能帶結構,即在價帶(ValenceBand,VB)和導帶(ConductionBand,CB)之間存在一個禁帶(ForbiddenBand,BandGap)。當光子能量高于半導體吸收閾值的光照射半導體時,羥基氟化鋅半導體的價帶電子發生帶間躍遷,即從價帶躍遷到導帶,從而產生光生電子(-)和空穴(h+)。此時吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子,而空穴將吸附在催化劑表面的氫氧根離子和水氧化成氫氧自由基。而超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性,能將絕大多數的有機物氧化至最終產物CO₂和H₂O,甚至對一些無機物也能徹底分解。

本發明還提供扇形羥基氟化鋅在光催化降解亞甲基藍染料水溶液的應用。

有益效果：

本發明利用自己制備的氧化鋅為原料制備羥基氟化鋅，得到了結構新穎的扇形羥基氟化鋅，方法簡單，成本低廉，重現性，穩定性好，且能夠高效降解亞甲基藍廢水溶液，具有較高的催化活性，有利于大規模推廣。

附圖說明

圖1為實施例一制備的羥基氟化鋅催化劑的掃面電子顯微鏡(SEM)圖。

圖2為實施例一制備的扇狀羥基氟化鋅催化劑的X射線衍射(XRD)圖。

圖3為測試例一制備的扇形羥基氟化鋅在降解含有亞甲基藍染料水溶液的活性對比圖。其中C₀為亞甲基藍的初始濃度，C為經過紫外光照射一段時間后測量的亞甲基藍，t為時間。曲線a為沒有催化劑時的亞甲基藍降解情況，曲線b是有扇形羥基氟化鋅時亞甲基藍的光降解情況。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。

實施例1

1)將30ml水和5ml無水乙醇混合后，在攪拌條件下，加入1.75mmol氯化鋅和21mmol氫氧化鈉，攪拌30min，

2)將步驟1)的混合溶液加入到具有聚四氟乙烯內襯的高壓釜中，140℃恒溫水熱反應12小時，離心洗滌離心洗滌3次，60℃烘干即可，即得到氧化鋅產物。

3)取35ml水，在攪拌條件下，加入步驟2)得到的氧化鋅產物

4)稱取1mmol的氧化鋅產物，加入氟化銨4mmol，攪拌30min，