CN103908964A - 一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用 - Google Patents
一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103908964A CN103908964A CN201410137559.9A CN201410137559A CN103908964A CN 103908964 A CN103908964 A CN 103908964A CN 201410137559 A CN201410137559 A CN 201410137559A CN 103908964 A CN103908964 A CN 103908964A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- precious metal
- zinc oxide
- oxide nano
- preparation
- nano powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用，属于纳米材料领域。一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，包括如下步骤：（1）将有机醇溶剂加热至150—190℃；（2）加入乙酸锌-贵金属盐混合物的水溶液，在150—190℃反应5—60min，反应结束后，离心分离，将所得固体样品洗涤；（3）将步骤（2）所得样品干燥，即得，所得贵金属掺杂氧化锌纳米粉体粒径为30-50nm。本发明制备贵金属掺杂氧化锌纳米粉的方法原料易得，操作简单，无需特殊工艺设备，在光催化处理有机污水领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用。
背景技术
纳米氧化锌是一种新型宽禁带半导体光催化剂，禁带宽度约为3.37eV，导带上的电子具有适中的还原能力，是目前被广泛研究的新型环保材料，因其无毒、成本低等优点，被广泛应用于光催化氧化反应。纳米氧化锌在光照射下，可产生光致电子-空穴对，催化氧化各种有机污染物，能将难降解的有机物最终氧化为CO2和H2O等无机物。纳米氧化锌虽然几乎能氧化去除水中所有的有机污染物，包括水处理技术很难除去的小分子有机物，但是ZnO的光催化效率较低。利用贵金属掺杂氧化锌可以扩展其光谱响应范围，而且能有效俘获激发电子，提高材料的光催化活性。利用半导体光催化降解有机污染物已经取得了广泛深入的研究并取得了很好的效果，因此利用贵金属掺杂纳米ZnO光催化降解罗丹明B是当前光催化领域研究的热点之一。
金属掺杂氧化锌纳米材料的制备一是采用气相沉积法（如CVD、PVD），二是采用液相化学合成法（如水热法、溶胶-凝胶法），但早期方法存在技术复杂，时间较长等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用。
基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，包括如下步骤：（1）将有机醇溶剂加热至150—190℃；（2）加入乙酸锌-贵金属盐混合物的水溶液，在150—190℃反应5—60min，反应结束后，离心分离，将所得固体样品洗涤；（3）将步骤（2）所得样品干燥，即得。
所述有机醇溶剂为乙二醇、丙三醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇600中的至少一种。
所述乙酸锌-贵金属盐混合物的水溶液的浓度为0.55—0.65mol/L，且乙酸锌和贵金属盐的摩尔比为50—100:1。
所述的贵金属盐为硝酸银、氯金酸或氯化钯。
所述步骤（3）中干燥温度为70—90℃，干燥时间为8—24h。
所述有机醇溶剂的加热方式为微波加热。
利用上述制备方法制得的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体。
上述贵金属掺杂氧化锌纳米粉体作为光催化剂在光催化降解污水中有机污染物的应用。
本发明的制备贵金属掺杂氧化锌纳米粉的方法原料易得，操作简单，无需特殊工艺设备，在光催化处理有机污水领域具有良好的应用前景。
附图说明
图l为对比例1制备的氧化锌纳米粉体的场发射扫描电镜照片；
图2为本发明实施例1制备的银掺杂氧化锌纳米粉体的场发射扫描电镜照片；
图3为本发明实施例2制备的钯掺杂氧化锌纳米粉体的场发射扫描电镜照片；
图4为本发明实施例3制备的金掺杂氧化锌纳米粉体的场发射扫描电镜照片；
图5为样品a1、a2、a3、a4的光催化性能测试结果，光催化降解效率采用光照后罗丹明-B平衡浓度（C）与光照前罗丹明B初始浓度（C0）的比值的百分数表示。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
Ag掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.03mmol的硝酸银，加入5mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡充分溶解，得乙酸锌-硝酸银溶液；
（2）取50mL乙二醇置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为170℃，反应时间为20 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-硝酸银溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在80℃的真空干燥箱里真空干燥8h，得到Ag掺杂氧化锌纳米粉体，产物标记为a2，场发射扫描电镜照片见图2，由图2可知，其粒度在30-50nm之间。
实施例2
Pd掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.03mmol的氯化钯，加入5mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡充分溶解，得乙酸锌-氯化钯溶液；
（2）取50mL乙二醇置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为170℃，反应时间为20 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-氯化钯溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在80℃的真空干燥箱里真空干燥8h，得到Pd掺杂氧化锌纳米粉体，产物标记为a3，场发射扫描电镜照片见图3，由图3可知，其粒度在30-50nm之间。
实施例3
Au掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.03mmol的氯金酸，加入5mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡充分溶解，得乙酸锌-氯金酸溶液；
（2）取50mL乙二醇置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为170℃，反应时间为20 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-氯金酸溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在80℃的真空干燥箱里真空干燥8h，得到Au掺杂氧化锌纳米粉体，产物标记为a4，场发射扫描电镜照片见图4，由图4可知，其粒度在30-50nm之间。
实施例4
Ag掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.06mmol的硝酸银，加入5mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡充分溶解，得到乙酸锌-硝酸银溶液；
（2）取30mL丙三醇置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为150℃，反应时间为60min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-硝酸银溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）样品在70℃的真空干燥箱里真空干燥24h，得到Ag掺杂氧化锌纳米粉体。
实施例5
Pd掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.06mmol的氯化钯，加入4.7mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡直至充分溶解，得到乙酸锌-氯化钯溶液；
（2）取100mL聚乙二醇200置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为170℃，反应时间为20 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-氯化钯溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在80℃的真空干燥箱里真空干燥8h，得到Pd掺杂氧化锌纳米粉体。
实施例6
Au掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取2.92mmol的乙酸锌及0.05mmol的氯金酸，加入5.4mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡直至充分溶解，得到乙酸锌-氯金酸溶液；
（2）取聚乙二醇400、聚乙二醇600共70mL置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为190℃，反应时间为30min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在90℃的真空干燥箱里真空干燥8h，得到Au掺杂氧化锌纳米粉体。
实施例7
Pd掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.06mmol的氯化钯，加入4.7mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡直至充分溶解，得到乙酸锌-氯化钯溶液；
（2）取聚乙二醇600、乙二醇共100mL置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为185℃，反应时间为20 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-氯化钯溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在85℃的真空干燥箱里真空干燥15h，得到Pd掺杂氧化锌纳米粉体。
实施例8
Au掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法：
（1）称取0.003mol的乙酸锌及0.04mmol的氯金酸，加入5mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡直至充分溶解，得到乙酸锌-氯金酸溶液；
（2）取聚乙二醇400、丙三醇和乙二醇共50mL置于两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好装入微波液相合成仪中，设定反应温度为180℃，反应时间为50 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，加入所配制的乙酸锌-氯金酸溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；
（3）最后，将步骤（2）所得样品在80℃的真空干燥箱里真空干燥20h，得到Au掺杂氧化锌纳米粉体。
对比例1：（1）称取0.00303mol的乙酸锌，加入5mL的蒸馏水，然后置于超声清洗器中超声振荡充分溶解在水中；（2）取50mL乙二醇置于250mL两口瓶中，放入电磁搅拌子，将两口瓶调整好置于微波液相合成仪中，设定反应温度为170℃，反应时间为20 min，待温度升至设定温度并保持稳定后，迅速加入所配制的乙酸锌溶液，反应结束后，将溶液离心，吸出上层溶液，将下层固体依次用去离子水、无水乙醇各洗涤三次；（3）最后，将步骤（2）所得样品在80℃的真空干燥箱里真空干燥8h，得到未掺杂氧化锌纳米粉体，产物标记为a1，场发射扫描电镜照片见图1。
a1、a2、a3、a4催化效果的测定：
配制2.0×10-5 M的罗丹明B溶液，分别取100 mg所制备的氧化锌或贵金属掺杂的氧化锌纳米粉体(即a1、a2、a3、a4)超声分散在100 mL罗丹明B溶液中，置于暗处，磁力搅拌30 min使之达到吸附平衡，然后将溶液放在光催化装置下进行光催化反应，温度保持在10℃，每隔5 min取样离心分离除去催化剂，然后在紫外-可见分光光度计下测量。所测得的数据见图5，由图5可知，与氧化锌纳米粉体相比，贵金属掺杂的氧化锌纳米粉体在单位时间内催化罗丹明B降解的速率明显高于前者。
最后要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进润饰等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将有机醇溶剂加热至150—190℃；（2）加入乙酸锌-贵金属盐混合物的水溶液，在150—190℃反应5—60min，反应结束后，离心分离，将所得固体样品洗涤；（3）将步骤（2）所得样品干燥，即得。
2.根据权利要求1所述的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述有机醇溶剂为乙二醇、丙三醇和聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述乙酸锌-贵金属盐混合物的水溶液的浓度为0.55—0.65mol/L，且乙酸锌和贵金属盐的摩尔比为50—100:1。
4.根据权利要求1所述的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述的贵金属盐为硝酸银、氯金酸或氯化钯。
5.根据权利要求1所述的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中干燥温度为70—90℃，干燥时间为8—24h。
6. 根据权利要求1所述的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述有机醇溶剂的加热方式为微波加热。
7.利用权利要求1—6任一项所述的制备方法所制得的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体。
8.根据权利要求7所述的贵金属掺杂氧化锌纳米粉体作为光催化剂在光催化降解污水中有机污染物的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410137559.9A CN103908964A (zh) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | 一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410137559.9A CN103908964A (zh) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | 一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103908964A true CN103908964A (zh) | 2014-07-09 |
Family
ID=51035147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410137559.9A Pending CN103908964A (zh) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | 一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103908964A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105259214A (zh) * | 2015-10-31 | 2016-01-20 | 武汉工程大学 | 甲苯、二甲苯气敏材料及其制备以及甲苯、二甲苯气敏器件的制备方法 |
| CN109701515A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-03 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 空气净化用纳米氧化锌/石墨烯光催化复合材料及其制备方法 |
| CN113951278A (zh) * | 2021-06-22 | 2022-01-21 | 郑州轻工业大学 | 过渡金属改性ZnO抗菌材料、制备方法及应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1962054A (zh) * | 2006-11-30 | 2007-05-16 | 华南理工大学 | 一种具有可见光活性的银敏化氧化锌光催化剂制备方法 |
| CN102626625A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-08-08 | 中国人民解放军第二炮兵工程学院 | 贵金属掺杂ZnO纳米颗粒及作为偏二甲肼废水降解光催化剂 |
| CN102716741A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-10-10 | 江西理工大学 | 一种Pt/ZnO复合空心微球光催化材料及其制备方法 |
| CN103084177A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 华东师范大学 | 一种无模板贵金属修饰氧化锌纳米复合材料的制备方法 |
-
2014
- 2014-04-08 CN CN201410137559.9A patent/CN103908964A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1962054A (zh) * | 2006-11-30 | 2007-05-16 | 华南理工大学 | 一种具有可见光活性的银敏化氧化锌光催化剂制备方法 |
| CN102626625A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-08-08 | 中国人民解放军第二炮兵工程学院 | 贵金属掺杂ZnO纳米颗粒及作为偏二甲肼废水降解光催化剂 |
| CN102716741A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-10-10 | 江西理工大学 | 一种Pt/ZnO复合空心微球光催化材料及其制备方法 |
| CN103084177A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 华东师范大学 | 一种无模板贵金属修饰氧化锌纳米复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LIBO WANG ET AL.: "Microwave-assisted synthesis and photocatalytic performance of Ag-doped hierarchical ZnO architectures", 《MATERIALS LETTERS》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105259214A (zh) * | 2015-10-31 | 2016-01-20 | 武汉工程大学 | 甲苯、二甲苯气敏材料及其制备以及甲苯、二甲苯气敏器件的制备方法 |
| CN109701515A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-03 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 空气净化用纳米氧化锌/石墨烯光催化复合材料及其制备方法 |
| CN113951278A (zh) * | 2021-06-22 | 2022-01-21 | 郑州轻工业大学 | 过渡金属改性ZnO抗菌材料、制备方法及应用 |
| CN113951278B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-03-10 | 郑州轻工业大学 | 过渡金属改性ZnO抗菌材料、制备方法及应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Highly selective oxidation of glycerol over Bi/Bi3. 64Mo0. 36O6. 55 heterostructure: dual reaction pathways induced by photogenerated 1O2 and holes | |
| Zhang et al. | CdS/ZnO: a multipronged approach for efficient reduction of carbon dioxide under visible light irradiation | |
| He et al. | NH2-MIL-125 (Ti) encapsulated with in situ-formed carbon nanodots with up-conversion effect for improving photocatalytic NO removal and H2 evolution | |
| CN106964381B (zh) | 一种高浓度纳米红磷光催化剂分散液的制备方法 | |
| CN108686680A (zh) | 单原子催化剂及其制备方法和在光解水产氢中的应用 | |
| CN107899592B (zh) | 一种磁性可回收片状NiFe2O4/BiOI复合纳米材料的制备方法及应用 | |
| CN101411995B (zh) | 具有可见光催化活性的AgBr/PANI/TiO2纳米复合材料的制备方法 | |
| CN106362742B (zh) | 一种Ag/ZnO纳米复合物及其制备方法和应用 | |
| CN104722298A (zh) | 一种二氧化钛复合纳米金光催化剂的制备方法 | |
| Jia et al. | Z-scheme heterostructure of Cu2O/Pt/NH2-MIL-125 (Ti) for photocatalytic CO2 reduction | |
| CN103816885A (zh) | 一种纳米氧化锌光催化剂的制备及应用 | |
| CN107739302A (zh) | 一种光催化甲醇转化合成甲缩醛和乙二醇的方法 | |
| CN104014291A (zh) | 一种应用Ag/BiOBr可见光催化薄膜的荧光转盘反应器 | |
| CN103908964A (zh) | 一种贵金属掺杂氧化锌纳米粉体及其制备、应用 | |
| Liu et al. | Preparation of BiOCl/Cu2O composite particles and its photocatalytic degradation of moxifloxacin | |
| CN105664969B (zh) | 一种二氧化钛-铂-四氧化三钴三元复合光催化材料及其制备方法 | |
| CN103990472A (zh) | 一种稳定、高效率制氢助催化剂及其制备方法 | |
| KR20230088682A (ko) | 태양광에서 c1-산화제로의 co2+h2o 공동 변환을 위한 연속 공정을 위한 광촉매 장치 | |
| Wu et al. | Application of a novel biomimetic double-ligand zirconium-based metal organic framework in environmental restoration and energy conversion | |
| CN102671662A (zh) | 易回收重复使用的新型高效可见光催化剂的制备及应用 | |
| CN105597786A (zh) | 一种锯齿状Cu2MoS4纳米片的制备方法及在电、光催化中的应用 | |
| Sun et al. | A polyacrylamide gel route to photocatalytically active BiVO4 particles with monoclinic scheelite structure | |
| CN104128197A (zh) | 电子束辐照制备氮掺杂二氧化钛光催化剂的方法 | |
| CN108080036B (zh) | 一种基于光敏性金属-有机配位纳米笼与二氧化钛的杂化材料及其制备方法和应用 | |
| CN108117130A (zh) | 一种金基复合光催化剂降解印染废水的处理工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140709 |