[發明專利]一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811112066.4
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109225217B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 孫航;秦蓁;商殷興;湯亞男;尹升燕
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B01J23/66
• 分類號: B01J23/66;B01J37/08;B01J37/16
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

1.一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑的制備方法，其步驟如下：

1)將新鮮的植物葉片用去離子水清洗干凈后進行冷凍，再真空冷凍干燥，然后將凍干后的葉片加熱煅燒得到碳化植物葉片；

2)將10～100mg乙酸鋅加入到10～100mL無水醇溶劑中，40～80℃下加熱攪拌充分溶解后，向其中逐滴加入10～20mL、0.01～0.03M堿的醇溶液；繼續40～80℃加熱攪拌1～5小時之后，得到球形的ZnO納米晶種子溶液；待納米晶種子溶液自然冷卻到室溫之后，將步驟1)得到的碳化植物葉片浸入到上述ZnO納米晶種子溶液中5～20秒后取出，使種子均勻覆蓋葉片表面，隨后在60～90℃條件下加熱1～30分鐘使ZnO種子固定在碳化植物葉片表面；接下來配制10～60mM鋅鹽的堿水溶液，鋅鹽與堿的摩爾比為1：0.3～3，室溫攪拌5～10分鐘充分溶解，將得到的混合溶液轉移到反應釜中，并將固定有ZnO種子的碳化植物葉片浸入到該混合溶液中，75～95℃加熱6～8小時；反應結束后取出葉片，并用去離子水反復清洗后干燥，得到碳化植物葉片@ZnO組裝體；

3)配制質量分數0.01～0.2％的HAuCl₄水溶液，然后用堿水溶液調節pH值至7～10；隨后將步驟2)得到的碳化植物葉片@ZnO組裝體浸入到該溶液中，在光源照射下實現Au的光還原，使Au³⁺還原成Au；反應結束后取出葉片，并用去離子水反復清洗后干燥，最終得到碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構催化劑。

2.如權利要求1所述的一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑的制備方法，其特征在于：步驟1)所述的植物葉片為菠菜葉片、油菜葉片或橡樹葉片中的一種。

3.如權利要求1所述的一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑的制備方法，其特征在于：步驟1)所述的冷凍的溫度為-20～-80℃，冷凍時間為2～48小時；真空冷凍干燥的溫度為-50～-80℃，真空冷凍干燥時間為2～48小時；加熱煅燒的溫度為700～1000℃，煅燒時間為1～3小時。

4.如權利要求1所述的一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑的制備方法，其特征在于：步驟2)所述的鋅鹽為醋酸鋅、硫酸鋅、硝酸鋅或氯化鋅中的一種；所述的無水醇溶劑及堿的醇溶液中的醇為甲醇、乙醇、丙醇、苯甲醇或乙二醇中的一種；所述的堿的醇溶液和堿水溶液中的堿為氨水、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀或六次甲基四氨中的一種。

5.如權利要求1所述的一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑的制備方法，其特征在于：步驟3)中調節pH值的堿為氨水、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀或六次甲基四氨中的一種；所述的光源為模擬太陽光、汞燈、氙燈或LED燈中的一種，光源的波長為200～800nm，時間為20～40分鐘。

6.一種碳化植物葉片@ZnO/Au異質結多級結構組裝體催化劑，其特征在于：是由權利要求1～5任何一項所述方法制備得到。