[发明专利]一种SiO2

说明书

本发明涉及光触媒技术领域，且公开了一种SiO₂负载Cu₂O‑ZnO异质结光催化降解材料，以正硅酸乙酯为硅源制备的介孔SiO₂表面的羟基，可以与均苯三甲酰氯反应，生成酰氯化SiO₂，其与2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑反应，生成巯基化SiO₂，硫酸铜与氢氧化钠以及水合肼反应，形成了氧化亚铜空心球，镉以正二价的形式掺杂进氧化亚铜的晶格中，产生了杂质能级，减小了氧化亚铜的禁带宽度，醋酸锌与氢氧化钠生成氧化锌晶核，在表面活性剂的作用下组装成氧化锌纳米花，氧化亚铜和氧化锌可以形成p‑n型异质结，当受到光辐射时，氧化亚铜的电子转移到氧化锌的导带上，氧化锌的空穴会转移到氧化亚铜的价带上，实现了光生电子和空穴的分离。

技术领域

本发明涉及光触媒技术领域，具体为一种SiO₂负载Cu₂O-ZnO异质结光催化降解材料及制法。

背景技术

随着现代化建设的不断加快，污水的排放量也逐渐增多，大大增加了饮用水的安全性，而污水中亚甲基蓝、甲基橙等有机染料是污水中急需处理的污染物，传统的吸附降解法降解不充分，而且容易形成二次污染，光催化降解是一种新型有机污染物去除手段，纳米氧化锌是一种电性的n型半导体金属氧化物，具有化学稳定性高、热稳定性好且来源丰富等优点，在传感器、光电器件、太阳能电池等领域应用广泛，同时，纳米氧化锌具有较宽的禁带宽度，在光催化领域也有着一定的应用，然而传统的纳米氧化锌比表面积较小，表面的光催化降解活性位点较少，而且纳米氧化锌只能吸收紫外光，不能有效地利用太阳光，同时，纳米氧化锌的光生电子和空穴极易发生复合，因此无法单独作为光催化降解材料，因此需要对纳米氧化锌进行改善，提高其光催化降解活性。

纳米氧化亚铜是一种窄带隙的金属氧化物，由于其结构中存在铜缺陷，使得其成为一种常见的p型半导体，具有着制法简单、来源广泛且光电性能优异的特性，使得其在杀虫剂、分析试剂和防污漆等领域应用广泛，由于其也具有着良好的光电性能，因此在光催化领域也有着较为广泛的研究，然而传统的纳米氧化亚铜单独作为光催化降解材料时，较小的比表面积和极易发生复合的电子-空穴对限制了其进一步应用，因此需要对纳米氧化亚铜进行改善，一方面可以通过改善其形貌，提高其表面积，另一方面可以将纳米氧化亚铜与二氧化钛、氧化锌等无机纳米材料进行复合，形成异质结型光催化降解材料，可以有效地提高纳米氧化亚铜的光催化降解活性。

纳米二氧化硅是一种无毒、无味的无机材料，而多孔纳米二氧化硅具有明显的网状或多孔状结构，其密度较小、比表面积较大、具有一定吸附性能的特性使得其可以作为良好的光催化降解材料的载体，然而纳米二氧化硅能起到的物理吸附作用十分有限，无法对污水中的甲基橙、亚甲基蓝等有机污染物进行有效地吸附，因此需要对多孔纳米二氧化硅进行改性，在其表面共价接枝小分子有机官能团，通过纳米二氧化硅的物理吸附效果和表面官能团的化学吸附相结合，进一步提高纳米多孔二氧化硅对甲基橙、亚甲基蓝等无机污染物的吸附性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种SiO₂负载Cu₂O-ZnO异质结光催化降解材料及制法，解决了单一的Cu₂O光催化降解活性较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种SiO₂负载Cu₂O-ZnO 异质结光催化降解材料，所述SiO₂负载Cu₂O-ZnO异质结光催化降解材料的制法包括以下步骤：

(1)以正硅酸乙酯为硅源、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷为模板、均三甲苯为扩孔剂，通过水热反应得到介孔二氧化硅；