[發明專利]靜電紡絲法制備尺寸均勻的ZnO納米顆粒及其應用

在審

• 申請號: 201811241661.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109292811A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 趙陽;王歡;王興光;張彪;陳曦;汪懷遠
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82Y40/00;B01J27/24
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

本發明涉及一種尺寸均勻的ZnO納米顆粒，直徑為50?60nm。本發明還涉及了上述尺寸均勻ZnO納米顆粒的制備方法。本發明還涉及了含有上述ZnO納米顆粒的復合光催化劑。本發明利用靜電紡絲技術，制備的ZnO納米顆粒尺寸均勻，直徑精確控制在50?60nm，且純度高；制備的ZnO納米顆粒與氮化碳和磷酸銀分別形成復合光催化劑，比純ZnO、純g?C₃N₄、純Ag₃PO₄光催化性能強。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，涉及ZnO納米顆粒制備及其在光催化中的應用，特別涉及尺寸均勻的ZnO納米顆粒制備及其與氮化碳（g-C₃N₄）和磷酸銀（Ag₃PO₄）形成復合光催化劑在光催化中的應用。

背景技術

早在20世紀30年代，Formhals就已經申請了用靜電紡絲裝置制備聚合物超細纖維的專利。靜電紡絲技術發展至今已有近百年的歷史了，特別是最近幾年，靜電紡絲技術在制備納米材料領域得到了更加廣泛的應用。氧化鋅（ZnO）是一種寬帶隙半導體（3.37eV），可應用于短波光電中，以結構多樣性可調、電子遷移率高等優點而被廣泛地研究。同時，ZnO也可以生長成不同的形態，如納米梳、納米環、納米螺旋、納米棒、納米線和納米籠狀等。現有技術制備的氧化鋅尺寸不均勻，純度低，且單純的氧化鋅光催化性能低。目前利用靜電紡絲法制備ZnO納米顆粒尚無報道。

發明內容

本發明的第一目的是為解決上述技術問題，提供一種尺寸均勻的ZnO納米顆粒，克服現有技術制備的氧化鋅尺寸不均勻，純度低的問題。

本發明的第二目的是提供上述尺寸均勻的ZnO納米顆粒的制備方法。

本發明的第三目的是提供含有上述ZnO納米顆粒的復合光催化劑。

本發明通過以下技術方案來實現：

一、一種尺寸均勻的ZnO納米顆粒，直徑為50-60nm。

二、一種根據上述的尺寸均勻的ZnO納米顆粒的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）取醋酸鋅Zn(CH₃COO)₂?2H₂O 1.2g，聚乙烯吡咯烷酮PVP 1.0g，乙醇8mL，N,N-二甲基甲酰胺2mL，攪拌均勻制備前驅體溶液；

（2）將前驅體溶液置于發射器內，將發射器安裝在微量蠕動泵上，通電源，在電場的作用下，進行紡絲，獲得Zn(CH₃COO)₂和PVP復合纖維；

（3）將Zn(CH₃COO)₂和PVP復合纖維依次經過烘干然后煅燒，得到灰白色具有三維網狀結構的樣品，即為ZnO納米顆粒；

（4）將獲得的灰白色具有三維網狀結構的ZnO納米顆粒經超聲處理，得到單分散狀態的ZnO納米顆粒。

具體的，所述發射器由注射器和金屬針頭組成，發射器被安裝在微量蠕動泵上，電源的正電極夾在金屬針頭上，負電極與接收器連接。

具體的，所述的接收器與金屬針頭之間的距離為20cm，負電極與正電極之間的電壓為21kV。

具體的，所述的接收器為錫箔紙。

具體的，所述的煅燒溫度為550°C。

具體的，所述的超聲處理的條件為超聲功率480W，超聲頻率40KHz，時間為5-10分鐘。