[发明专利]一种ZnO/InOOH异质Z型光催化材料及其制备方法

说明书

一种ZnO/InOOH异质Z型光催化材料，ZnO能带边缘：Esubgt;CB/subgt;＝‑0.31eV,Esubgt;VB/subgt;＝+2.89eV，InOOH能带边缘：Esubgt;CB/subgt;＝‑0.29eV,Esubgt;VB/subgt;＝+3.21eV，二者匹配形成Z型ZnO/InOOH光催化体系。其制备步骤：1)将锌盐和铟盐溶解于水中得到混合盐溶液；2)在搅拌条件下，将沉淀剂溶液滴入所述混合盐溶液中反应至pH值为9～9.5得到反应体系混合溶液；3)将所述反应体系混合溶液转移至高压反应釜进行水热反应；4)将水热反应产物冷却到室温，离心、洗涤并干燥，得到ZnO/InOOH异质Z型光催化材料。本发明ZnO/InOOH异质Z型光催化材料的复合粉体颗粒小，重复利用率高，分散性好，光催化效率高，且合成方法简单，易操作，反应成本低。

技术领域

本发明属于光催化降解染料废水技术领域，特别涉及一种ZnO/InOOH异质Z型光催化材料及其制备方法。

背景技术

半导体光催化材料由于在太阳能的能量转换和催化降解方面的独特性能，得到了来自不同领域科研工作者的广泛关注。虽然根据目前的研究进展己知ZnO有相对较高的光催化活性或光催化降解速度，但是，由于禁带宽度较大，限制了ZnO类光催化材料对太阳光的利用率。目前很多方法被用来提高ZnO的可见光利用率和光催化效率，如金属/非金属掺杂、贵金属负载、异质结构建和与碳材料复合等，这些策略在提高光催化剂的光催化效率中，涉及到如何兼顾太阳光利用和光生空穴和电子氧化还原能力两者之间的平衡.通常，半导体禁带宽度越窄，半导体的光谱响应范围越宽、太阳光利用越多，但光生空穴和电子氧化还原能力越弱.因此，想要提高ZnO的光催化性能，应考虑以下两个方面的平衡：即降低带隙宽度，拓展半导体的光谱响应范围；与之同时使价带电位更正,导带电位更负之间的平衡。然而，这两个点是相互矛盾的，因此很难在单组分光催化剂中同时实现这两点。

然而，Z型光催化材料可以同时满足这两点要求，即：降低半导体的带隙，同时使导带更负，价带更正，因为Z光催化系统利用了两种半导体的优势，其电荷转移机制类似于自然界中绿色植物的光合作用，其中的载流子传输途径包括两步激发，类似于英文字母“Z”，Z型光催化材料因此而得名.Z型光催化材料既能保留较高还原能力的光生电子和又能保留较高氧化能力的光生空穴，由于Z型光催化材料特有的优点，在光催化领域的应用越来越广泛。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，解决环境污染问题，本发明的目的在于提供一种ZnO/InOOH异质Z型光催化材料及其制备方法，其成本低，去除效率高，处理时间短，无二次污染；本发明的另一个目的是为构建高效Z型光催化体系提供一种新的引入导电通道的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种ZnO/InOOH异质Z型光催化材料，ZnO能带边缘：E_CB＝-0.31eV,E_VB＝+2.89eV，InOOH能带边缘：E_CB＝-0.29eV,E_VB＝+3.21eV，二者匹配形成Z型ZnO/InOOH光催化体系。

优选地，所述ZnO对应XRD标准卡中的PDF#36-1451和PDF#21-1486两种形式。

优选地，ZnO与InOOH的摩尔比为1:(1～5)，尤其是1:1；1:2；1:3；1:4；1:5时均可产生ZnO/InOOH异质Z型光催化材料，完全反应时摩尔比约为1：2。

所述ZnO呈现圆柱状，InOOH呈现立方块状。

本发明还提供了所述ZnO/InOOH异质Z型光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将锌盐和铟盐溶解于水中得到混合盐溶液；

2)在搅拌条件下，将沉淀剂溶液滴入所述混合盐溶液中反应至pH值为9～9.5得到反应体系混合溶液；