[发明专利]一种同轴电缆型双组分复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了属于无机纳米材料技术领域的一种同轴电缆型双组分复合材料的制备方法及应用，本发明利用多步法和模板法制备同轴电缆型双组分复合材料，通过控制牺牲层厚度来精准调控两组分或多组分的相对位置，可达到在纳米尺度精确调控复合催化剂中主催化剂与助催化剂相对位置的目的。本Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑Au@SiOsubgt;2/subgt;催化剂中Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;纳米线和Au NPs以非接触的形式存在，与无空腔的Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑Au@SiOsubgt;2/subgt;催化剂相比，本发明的Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑Au@SiOsubgt;2/subgt;具有更好的催化性能；该双组分复合材料作为光催化剂对于有机污染物具有高催化降解性和良好循环性。本发明工艺简单，可操作性强，生产成本低，无“三废”排放，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于无机纳米材料技术领域。特别涉及一种同轴电缆型双组分复合材料的制备方法及应用，

背景技术

Fe₂O₃是一种简单易得、价格低廉的窄禁带n型半导体(Eg＝2.1eV)，大约能吸收40％的太阳光谱能量，在pH＞3的水溶液中具有良好的化学稳定性。但是， Fe₂O₃光电导率低、电子和空穴复合率高、空穴扩散长度，限制其光催化活性。为了提高光催化活性，研究人员通过构建异质结和复合材料等方式改善光催化活性。

贵金属纳米颗粒(NPs)作为污染物降解、水分解产氢、二氧化碳还原等反应的催化剂已被广泛应用。然而，由于贵金属纳米颗粒催化剂具有较高的表面能，在催化过程中往往不稳定，容易发生严重的聚集，导致催化剂迅速失活；再者由于贵金属纳米颗粒催化剂体积小，回收困难，阻碍了其在多相催化中的广泛应用，因此将贵金属纳米颗粒固定在合适的载体上，提高了贵金属纳米颗粒催化剂的稳定性和循环性。同时，贵金属纳米颗粒的等离子体共振效应可有效提高催化剂的光催化性能，贵金属纳米颗粒可增加对可见光的吸收范围和吸收强度，改善电子空穴对的分离，降低电子和空穴的复合速率，增强光催化性能。

CN105797750A公开了一种Cu₂O/Au-Fe₂O₃光催化剂及其制备方法和应用，核心在于以Fe₂O₃为基础，负载贵金属Au，复合半导体光催化剂Cu₂O，制备 Cu₂O/Au-Fe₂O₃光催化剂，所述Cu₂O/Au-Fe₂O₃光催化剂中Au的负载量为0.5～ 5wt％，Cu₂O的负载量为2.5～20wt％，并将其应用于含苯酚废水的处理。该催化剂对水中苯酚的降解效果一般，未提及对水中其它有机污染物的降解效果。

在催化领域，双组分催化剂较为常见并被广泛应用。催化剂的多组分协同催化效应可使得催化性能明显提升，现有技术大部分采用两种催化组分相互接触提高整体的催化性能。

因此，目前需要一种双组份或多组分催化剂，其可以借助纳米级甚至毫米级的纳米尺度的空间以及界面限域效应对催化体系电子能态进行调变，以实现提升催化性能的目的。

发明内容

本发明的目的提供一种同轴电缆型双组分复合材料的制备方法，及应用；其特征在于，所述同轴电缆型双组分复合材料的制备包括以下步骤：

(1)分别将硝酸铁和氢氧化钾溶于去离子水后，混匀，搅拌后采用水热法制备FeOOH纳米线，然后在空气中煅烧得到Fe₂O₃纳米线；