[发明专利]ZnO掺杂TiO2复合空心球的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了ZnO掺杂TiO2空心球复合光催化剂的制备方法。该方法采用模板法-水解包覆法制备Zn2+掺杂的碳/二氧化钛核壳粒子，经煅烧，制得ZnO掺杂TiO2纳米空心球复合光催化剂。可以用于在紫外光或太阳能可见光下催化降解对阳离子染料。本发明利用低成本的钛源、锌源及碳球制备ZnO掺杂TiO2纳米空心球复合光催化剂，原料成本低，方法的工艺简单，制备周期短，能耗少，成本低，属绿色合成技术。用ZnO对TiO2空心球进行掺杂复合后，利用两者的界面耦合效应，使吸收光谱红移，拓宽光催化剂的光谱响应范围，提高对太阳能的利用率；同时也可利用ZnO粒子的高导电性，抑制光生载流子的复合，提高光催化剂的活性。

主权项

ZnO掺杂TiO2复合空心球的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：(1)称取一定质量的六水合醋酸锌放入带有搅拌的三口瓶中，量取一定体积的无水乙醇，配制成醋酸锌的乙醇溶液，浓度为8*10 5～1.7*10 2mol.L 1；随后称取一定质量的纳米碳球，其中碳球直径范围在150～400nm，碳球/六水合醋酸锌的质量之比为0.35～27∶1；量取一定体积的蒸馏水加入其中，蒸馏水与钛酸正丁酯的体积比0.4～1.67∶1，超声分散直至混合均匀；(2)在干燥的恒压滴液漏斗中加入一定量的无水乙醇，量取一定量的钛酸正丁酯加入无水乙醇中，配制钛酸正丁酯的乙醇溶液，其中其中Zn/Ti摩尔比为0.1～7.5/10，乙醇与钛酸正丁酯的体积比为33～167∶1；(3)将上述钛酸正丁酯乙醇溶液在搅拌的条件下缓慢加入到碳球和醋酸锌的混合溶液中，搅拌，60 90℃加热回流4 10h。回流完毕后，继续搅拌30min 24h，离心分离，洗涤，烘干即得Zn2+掺杂的碳/二氧化钛核壳粒子；(4)将制得的Zn2+掺杂的碳/二氧化钛核壳粒子于马氟炉中400 550℃烧2 6h，即制得ZnO掺杂TiO2空心球复合光催化剂，其中Zn/Ti摩尔比为0.1～7.5/10。