[发明专利]一种用于空气净化的纳米锥状薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于空气净化的纳米锥状薄膜的制备方法，首先配置ZnO溶胶采用浸渍提拉法在载玻片上制备ZnO种子层，通过热缩聚合法制备g‑C₃N₄粉末，采用超声法将g‑C₃N₄粉末加入到ZnO生长溶液中，最后经过水热法使得ZnO种子层生长纳米锥状ZnO‑g‑C₃N₄薄膜。本发明所获得的纳米锥状ZnO‑g‑C₃N₄薄膜，光催化性能良好，水中易于回收利用。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种用于空气净化的纳米锥状ZnO-g-C₃N₄薄膜的制备方法。

背景技术

空气净化器是净化室内空气的设备，其核心部件是光催化降解元件，目前采用光催化材料可以达到较好的降解功能。常用的光催化材料多为半导体材料，半导体光催化原理以固体能带理论为基础，半导体受光照射后，吸收大于或等于其带隙能的光子能量后，半导体价带上的电子获得能量可以跃迁至导带，从而在价带上留下空穴，即产生光生电子-空穴对，分别发生氧化还原反应，一般氧化反应多用于污染物染料降解，而还原反应则用于产生氢气。ZnO拥有与TiO₂相似的禁带宽度，约为3.2 eV，被用作TiO₂的替代物而广泛研究。因为ZnO禁带宽度较宽，仅能吸收约占太阳光4%的紫外光部分，因此太阳光利用率较低，光生电子-空穴对易复合。g-C₃N₄禁带宽度约为2.7 eV，对太阳光有很好的吸收利用，用它来改性ZnO太阳光的吸收利用性能，以实现ZnO高的光吸收性能，进而提高降解空气污染物的能力。

目前对于ZnO光催化改性研究主要以构筑异质结为主，针对ZnO光催化改性及形貌共同研究较少，有关纳米锥状ZnO-g-C₃N₄薄膜的光催化报道则相对较少。因此目前关于纳米锥状ZnO- g-C₃N₄薄膜的光催化是一个值得探讨且具有很大潜力的研究课题。

发明内容

为了针对改进ZnO光催化性能，进一步提高ZnO光催化降解污染物的效率，本发明提出了一种用于空气净化的纳米锥状ZnO-g-C₃N₄薄膜的制备方法。

为实现上述之目的，本发明的技术方案为：

一种用于空气净化的纳米锥状薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：制备ZnO种子层

（1）配制ZnO溶胶；

（2）采用浸渍提拉法制备ZnO种子层；

步骤二：制备g-C₃N₄粉末

（1）采用热缩聚合法制备g-C₃N₄块体；

（2）将（1）中的g-C₃N₄块体经过研磨得到g-C₃N₄粉末；

步骤三：制备纳米锥状ZnO-g-C₃N₄薄膜

（1）采用超声法将g-C₃N₄粉末加入到ZnO生长溶液；

（2）将ZnO种子层放入（1）中制备的加g-C₃N₄粉末的ZnO生长溶液中经过水热法制得纳米锥状ZnO-g-C₃N₄薄膜。

优选的，所述步骤一中的（1）的工艺参数为：