[发明专利]微米/纳米ZnFe2

说明书

本发明涉及一种光催化微米/纳米ZnFe₂O₄‑TiO₂异质结复合涂层的制备方法、由上述方法制备的异质结复合涂层及其在光催化降解有机污染物中的应用。通过改进液相感应等离子喷涂技术，并对液相进料进行改进，采用分离的液相悬浮液作为喷涂材料，在基体上制备了ZnFe₂O₄含量可调节的具有多孔、微米/纳米结构的ZnFe₂O₄‑TiO₂异质结复合涂层。本发明无需繁琐的提前靶材制备工序，制备得到的微米/纳米异质结构材料同时具有多孔结构；在感应等离子喷涂过程中通过调节两者液料输送速度来控制ZnFe₂O₄‑TiO₂异质结复合涂层中ZnFe₂O₄的含量，有效提高光电催化性能。

技术领域

本发明涉及复合涂层领域，具体涉及一种光催化微米/纳米ZnFe₂O₄-TiO₂异质结复合涂层的制备方法、由上述方法制备的异质结复合涂层及其在光催化降解有机污染物中的应用。

背景技术

光催化作用机理是当光照射至半导体表面时，能量hv大于禁带宽度Eg的光电子被吸收而将价带的电子激发到导带，在半导体中产生光生电子和空穴。所产生的光生电子和孔穴分别具有强还原性和强氧化性。研究表明，将TiO₂与其它物质进行复合，可以显著提高其可见光利用率和光量子效率，阻止光生电子和空穴的复合、提高其光催化活性。ZnFe₂O₄纳米材料为尖晶石结构是一种具有较高光催化活性并对可见光敏感的半导体催化剂。现有技术中对ZnFe₂O₄-TiO₂做了大量研究。

“Magnetically separable ZnFe₂O₄,Fe₂O₃/ZnFe₂O₄ and ZnO/ZnFe₂O₄ hollownanospheres with enhanced visible photocatalytic properties”通过浸渍-煅烧过程合成Fe₂O₃/ZnFe₂O₄以及ZnO/ZnFe₂O₄空心纳米球粉末。

中国专利CN109837516A公开了一种磁控溅射制备ZnFe₂O₄/Fe₂O₃三维异质结纳米材料的方法，分别以Fe和ZnO作为靶材，Fe靶材通过直流溅射源进行溅射，ZnO靶材通过射频溅射源进行溅射，对Fe靶材和ZnO靶材同时进行磁控溅射，溅射完成后，取出产物并放置在马沸炉中高温退火处理，得到具有复杂纳米结构的ZnFe₂O₄/Fe₂O₃三维异质结纳米材料。