[发明专利]一种氧化锌氧化钛复合纳米粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化锌氧化钛复合纳米粉体的制备方法，包括如下步骤：(1)把无水乙醇、钛酸丁酯和抑制剂冰醋酸充分混合，制成原液；(2)把六水合硝酸锌、无水乙醇和蒸馏水充分融合形成滴加溶液；(3)在室温及强烈搅拌条件下，将滴加溶液缓慢滴入原液中，并调节pH值为3‑4，制得透明稳定溶胶；(4)继续搅拌透明稳定溶胶并放置6‑7h后转变为凝胶；(5)将凝胶放入电热恒温鼓风干燥箱，在80℃下干燥2h后成为干凝胶，用玛瑙钵研磨干凝胶，得到白色粉末；(6)把白色粉末放入电阻炉中在300‑600℃下灼烧2h，得到氧化锌氧化钛复合纳米粉体。制得的复合纳米TiO₂/ZnO粉体的外貌呈球形，晶粒尺寸较均匀。

技术领域

本发明涉及复合纳米粉体制备工艺的技术领域，尤其涉及一种氧化锌氧化钛复合纳米粉体的制备方法。

背景技术

稳定、廉价、高性能的半导体催化剂是光催化技术的基础，在众多的半导体光催化剂中，锐钛矿TiO₂以其优异的性能(高活性，低成本，稳定性好)成为半导体光催化剂的代表。但是由于锐钛矿TiO₂具有比较宽的带隙(3.23eV)，吸收光谱较窄，仅能吸收利用太阳光中波长小于380nm的紫外光，对太阳能的利用率较低；由于纳米TiO₂光生电子-空穴复合率高，量子效率低，难以处理数量大、浓度高的工业废水；光生载流子容易发生复合，从而降低了TiO₂的光催化性能。由于单一半导体催化剂的诸多缺点，提高TiO₂半导体的光催化性能的方法有多种，如半导体复合、贵金属沉积、半导体表面光敏化以及离子掺杂等方法，其中半导体复合是提高半导体性能的一种有效方法，此种催化剂能够克服单一半导体催化剂量子效率低的缺点，增大材料的比表面积，增加活性位置，减小禁带宽度，扩展光谱响应范围，从而改善半导体光催化剂的性能。

因此，本发明研发了一种ZnO和TiO₂复合的纳米粉体，ZnO对TiO₂进行复合改性是因为ZnO半导体自身也具有优异的光催化性能，很高的化学稳定性和热稳定性，且ZnO室温带隙约为3.37eV，可与TiO₂协同作用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种氧化锌氧化钛复合纳米粉体的制备方法，该氧化锌氧化钛复合纳米粉体的制备方法采用溶胶-凝胶法制备复合纳米TiO₂/ZnO粉体，通过ZnO对TiO₂/ZnO粉体的复合形成的外貌呈球形，晶粒尺寸较均匀，仅有少量团聚，其粒径范围为9～13nm；且随着灼烧温度的升高，晶粒逐渐增大，并且复合适量的ZnO有助于TiO₂混晶结构的生成，提高可见光利用率，及可回收重复使用，降低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氧化锌氧化钛复合纳米粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)把无水乙醇、钛酸丁酯和抑制剂冰醋酸充分混合，制成原液；

(2)把六水合硝酸锌、无水乙醇和蒸馏水充分融合形成滴加溶液；

(3)在室温及强烈搅拌条件下，将滴加溶液缓慢滴入原液中，并调节pH值为3-4，制得透明稳定溶胶；

(4)继续搅拌透明稳定溶胶并放置6-7h后转变为凝胶；

(5)将凝胶放入电热恒温鼓风干燥箱，在80℃下干燥2h后成为干凝胶，用玛瑙钵研磨干凝胶，得到白色粉末；

(6)把白色粉末放入电阻炉中在300-600℃下灼烧2h，得到氧化锌氧化钛复合纳米粉体。

进一步的，所述的钛酸丁酯纯度为化学纯，无水乙醇和冰醋酸的纯度为分析纯。