[发明专利]一种氧化锌/铂复合材料微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种氧化锌/铂复合材料微球及其制备方法和应用。该微球是由氧化锌悬浮液与铂溶胶反应得到。制备方法包括：氧化锌悬浮液制备，铂溶胶制备，氧化锌/铂复合材料微球制备。该氧化锌/铂复合材料微球具有较高的催化效率。制备方法简单，制备过程所需能耗低，污染小。

技术领域

本发明属于复合催化剂及其制备方法和应用领域，特别涉及一种氧化锌/铂复合材料微球及其制备方法和应用。

背景技术

催化剂是提高催化效率的最直接的手段，据统计，约有90％以上的工业过程中都使用催化剂。但催化剂在使用过程中经常出现团聚、中毒、不易回收、催化剂与反应分子的有效接触面积低等问题。将催化固定到在大比表面载体的表面可以有效地解决上述问题。

氧化锌是一种具有光电效应的宽带半导体材料，广泛应用于催化领域。Zhang等人制备了一种铂包覆的氧化锌纳米棒的复合材料，用于持续流动的有机污染物的降解。(Journal of Hazardous Materials,2013,254–255,318–324)Fang等人制备了一种金纳米颗粒修饰的氧化锌多级结构的微球，然后以该微球为工作电极设计了一种高灵敏度的葡萄糖传感器。(Sensors and Actuators B,2016,222,1096–1102)氧化锌晶体易生长、结构易控制，其纳米带、纳米棒、纳米球、纳米线等结构被广大研究者报道，但至今还未有关于表面多孔内部中空的氧化锌微纳米球的报道。

铂是一种被广泛应用于工业生产的高效催化剂，如汽车尾气处理。由于铂是一种十分昂贵的催化剂，因此对于如何固定铂催化剂以及提高铂催化剂的催化效率是十分有意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化锌/铂复合材料微球及其制备方法和应用，以克服现有技术中光催化剂催化效率低等缺陷。

本发明的一种氧化锌/铂复合材料微球，所述微球是由氧化锌悬浮液与铂溶胶反应得到的表面多孔的氧化锌/铂中空微球；其中氧化锌悬浮液是由六水合硝酸锌、六亚甲基四胺、柠檬酸三钠、氟化铵和去离子水混合后水热反应得到；铂溶胶是将六水合氯铂酸和聚乙烯吡咯烷酮溶解于水，加入甲醇溶液反应得到。

本发明的一种氧化锌/铂复合材料微球的制备方法，包括：

(1)将六水合硝酸锌、六亚甲基四胺、柠檬酸三钠和氟化铵以质量比为1～20:1～20:1:1～20加入到去离子水中，超声处理后得到均匀透明的溶液，水热反应，冷却，静置，得到氧化锌悬浮液，其中六水合硝酸锌与去离子水的比例为1g～3g:50mL～200mL；

(2)将六水合氯铂酸和聚乙烯吡咯烷酮溶解于水中，在氮气环境下搅拌，加入甲醇溶液，继续搅拌反应，得到铂溶胶，其中六水合氯铂酸、聚乙烯吡咯烷酮和水的质量比为1:1～6:20～200，六水合氯铂酸与甲醇的比例为100～450mg:5～45mL；

(3)将步骤(2)中铂溶胶加入到步骤(1)中氧化锌悬浮液中，搅拌，离心，洗涤，干燥，得到氧化锌/铂复合材料微球，其中氧化锌与铂溶胶的质量比为5～500:1～100。

所述步骤(1)中水热反应温度为70℃～150℃，水热反应时间为1h～10h。

所述步骤(1)中静置温度为室温，静置时间为2h～24h。

所述步骤(2)中搅拌温度为50℃～200℃；继续搅拌反应温度为50℃～200℃，时间为1h～10h。

所述步骤(2)中甲醇溶液中甲醇与水的体积比为1～6:1～6；加入甲醇溶液的速率为5ml/h～100ml/h。

所述步骤(3)中搅拌温度为20℃～120℃，搅拌时间为0.5h～12h。

本发明一种氧化锌/铂复合材料微球的应用。包括用作光催化剂。