[发明专利]一种ZnO/Ni3

说明书

本发明提供一种ZnO/Nisubgt;3/subgt;[Gesubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;]·(OH)subgt;4/subgt;复合材料及其制备方法和应用，以层状Nisubgt;3/subgt;[Gesubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;]·(OH)subgt;4/subgt;为基础底料，将ZnO颗粒均匀的负载在Nisubgt;3/subgt;[Gesubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;]·(OH)subgt;4/subgt;纳米盘上，制备方法是通过沉积法一步合成了ZnO/Nisubgt;3/subgt;[Gesubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;]·(OH)subgt;4/subgt;复合材料，该材料有效提高ZnO的表面积，提高电荷分离效率，并且提高了ZnO的光量子产率、拓展了光吸收波长，提高了光催化反应的活性。本发明制备光催化复合材料活性较高，有利于进一步推进光催化技术在污水处理中的应用，为去除染料废水中的罗丹明B提供了强而有力的支撑。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种ZnO/Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术以半导体纳米材料二氧化钛TiO₂为代表，利用自然光即可催化分解细菌和污染物，具有高催化活性、良好的化学稳定性和热稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点，且能长期有益于生态自然环境，是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一。氧化锌与二氧化钛相比,二者禁带宽度相当,但氧化锌生产工艺简单、成本低廉,因此成为目前被广泛研究的光催化半导体材料。氧化锌具有宽带隙(3.4eV)，被认为是一种很有前途的电子、光子和光电应用半导体材料。其激子结合能约为60meV，大于室温下的热能。因此，近年来研究ZnO的发光特性成为研究的热点。但是ZnO也有一定的劣势，例如，ZnO的光响应主要在紫外光区域，可见光活性较小，其电子空穴对的复合率较高，低电子产率和光腐蚀性较强，从而限制了其在实际中的应用。

发明内容

为了解决上述ZnO所涉及的问题，且考虑到Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄为双层层状结构，具有较大的表面积并且带有活性羟基，本发明提供了一种ZnO/Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄复合材料的制备方法及其应用，将层状Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄材料与ZnO进行复合，形成ZnO/Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄复合材料能够有效的将ZnO进行分散，能有效提高ZnO的表面积，提高电荷分离效率，还可以将光响应扩展到可见光；另外，由于层状Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄材料的量子限域效应，表面效应能够有效促进电子-空穴的分离，进一步提高ZnO的活性，从而高效降解染料废水中的罗丹明B。

具体的技术方案为：

一种ZnO/Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：称取Ni₃[Ge₂O₅]·(OH)₄粉末固体于烧杯中，加入去离子水，质量比为1：50，利用超声波清洗器进行超声分散；

第二步：称取ZnCl₂固体加入到第一步所分散的溶液中，超声分散；

第三步：量取氨水溶液、去离子水，混合，得到氨水稀溶液；