CN104941625B - 一种黑色氧化锌及其制备方法 - Google Patents
一种黑色氧化锌及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104941625B CN104941625B CN201510377150.9A CN201510377150A CN104941625B CN 104941625 B CN104941625 B CN 104941625B CN 201510377150 A CN201510377150 A CN 201510377150A CN 104941625 B CN104941625 B CN 104941625B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc
- black oxidation
- stirred
- oxidation zinc
- preparation
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims abstract description 14
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 5
- -1 Alcohol amine Chemical class 0.000 claims 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000013904 zinc acetate Nutrition 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 125000005909 ethyl alcohol group Chemical group 0.000 description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 4
- DJWUNCQRNNEAKC-UHFFFAOYSA-L zinc acetate Chemical class [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O DJWUNCQRNNEAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- GODZNYBQGNSJJN-UHFFFAOYSA-N 1-aminoethane-1,2-diol Chemical compound NC(O)CO GODZNYBQGNSJJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010893 electron trap Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种黑色氧化锌,该黑色氧化锌具有较好的光催化性能。本发明还公开了上述氧化锌材料的制备方法,具体步骤为:将乙酸锌与无水乙醇混合,配制成混合溶液;在60℃下搅拌20~40min,然后加入乙二醇胺络合剂,在60~80℃下搅拌30~45min,接着向其中加入冰醋酸,升温至100℃,恒温搅拌浓缩,浓缩结束后,在90~120℃下烘干,再于常温下静置8~10h;然后在N2保护下于400~600℃保温3~5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。本发明所提供的制备方法,工艺设备简单,操作可行性高。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域,具体涉及一种黑色氧化锌及其制备方法。
背景技术
自1972年Fujishima和Honda发现受辐射的半导体金属氧化物TiO2表面氧化还原反应光解水以来,TiO2成为降解污染物前景最好的光催化材料。然而TiO2的禁带宽度Eg=3.2eV,相对应的吸收波长只有在小于或等于387nm的紫外光才可以激发TiO2导带电子和价带空穴的分离产生光催化反应。但是,紫外光在太阳能中不足5%,导致TiO2光催化的太阳能利用率很低,因此开发一种对可见光敏感的光催化材料极为重要。
与TiO2相比,ZnO的禁带宽度约为3.4eV,有着大的激发束缚能,这决定着ZnO材料在一定条件下具有更优异的光催化性能。一方面ZnO是直接带隙半导体,其本身的能带性质决定了ZnO电子跃迁几率要远高于TiO2,因此ZnO有着更高的量子效率;另一方面与TiO2相比,ZnO中存在较多氧空位,能够形成电子陷阱因而加速电子-空穴对的分离,提高降解效率。
Wu等人采用金属有机气相沉积方法在高温下成功制备出Mg2+ZnO纳米棒阵列;Ghosh等人采用低水热法合成Cd3+掺杂ZnO的纳米晶,随着Cd3+浓度的增加,可以看到明显的红移现象;王荣华等人研究了激光复合加热蒸发技术制备Ag+掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂。而对于黑色氧化锌材料目前尚未报道。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供一种具有良好可见光催化性能的黑色氧化锌及其制备方法,克服氧化锌材料在可见光条件下低光催化性能的缺陷。
技术方案:本发明提供了一种氧化锌,与常规的白色氧化锌不同,可以吸收所有的可见光,颜色呈黑色。该黑色氧化锌具有较好的光催化性能。
本发明还公开了上述氧化锌材料的制备方法,具体步骤为:
将乙酸锌与无水乙醇混合,配制成混合溶液;在60℃下搅拌20~40min,然后加入乙二醇胺络合剂,在60~80℃下搅拌30~45min,接着向其中加入冰醋酸,升温至100℃,恒温搅拌浓缩,浓缩结束后,在90~120℃下烘干,再于常温下静置8~10h;
然后在N2保护下于400~600℃保温3~5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
进一步的,所述乙酸锌与无水乙醇的摩尔比为0.0133~0.0398:1。优选0.036:1
所述乙二醇胺络合剂的加入体积与混合溶液的体积比为0.02~0.1。优选0.05
所述的冰醋酸加入体积与乙二醇胺体积比为1:1~3。优选1:2
所述的浓缩终点为,浓缩至原混合液体积的1/3。
更进一步的,本发明所述的制备方法按如下步骤进行:
将乙酸锌与无水乙醇混合,配制成混合溶液;在60℃下搅拌20~40min,然后加入乙二醇胺络合剂,在60~80℃下搅拌30~45min,接着向其中加入冰醋酸,升温至100℃,恒温搅拌浓缩,浓缩结束后,在90~120℃下烘干,再于常温下静置8~10h;然后在N2保护下于600℃保温5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
有益效果:本发明制得的黑色氧化锌与商用氧化锌材料相比,黑色氧化锌的光催化性能更优。此外,本发明所提供的制备方法,工艺设备简单,操作可行性高。
附图说明
图1为本发明制备的黑色氧化锌材料(在N2保护下于500℃保温5h)和商用氧化锌的可见光催化降解亚甲基蓝对比图。
具体实施方式:
本发明制备黑色氧化锌材料的方法,具体包含以下步骤:
步骤1)将15g乙酸锌对应100ml~500ml无水乙醇配制成溶液;
步骤2)将其放置在磁力搅拌器上加热至60℃搅拌30min,随后按每100ml的混合液对应5~10ml加入适量的的乙二醇胺,在60~80℃搅拌15~30min;
步骤3)接着向该混合液加入冰醋酸其中其中冰醋酸与乙二醇胺的体积比为1:(1~3),随后升温至100℃,并在100℃恒温下搅拌至原混合液体积的1/3,置于90~120℃恒温干燥箱内烘干,常温静置8~12h;
步骤4)在400~600℃N2保护下保温3~5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
以下给出本发明的几个较佳实施方案:
实施例1
本实施方案具体包括以下步骤:
步骤1)将10g乙酸锌对应100ml无水乙醇配制成溶液;
步骤2)将其放置在磁力搅拌器上加热至60℃搅拌20min,随后向混合液中加入乙二醇胺,其中乙二醇胺和混合液体积比为1:20,80℃搅拌15min;
步骤3)接着将冰醋酸加入到正在搅拌的混合溶液中,其中冰醋酸与乙二醇胺的体积比为1:1。随后升温至100℃,并在100℃恒温下搅拌至原混合液体积的1/3,置于90℃恒温干燥箱内烘干,常温静置9h;
步骤4)在400℃N2保护下保温3h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例2
本实施方案具体包括以下步骤:
步骤1)将15g乙酸锌对应200ml无水乙醇配制成溶液;
步骤2)将其放置在磁力搅拌器上加热至60℃搅拌20min,随后向混合液中加入乙二醇胺,其中乙二醇胺和混合液体积比为1:18,80℃搅拌20min;
步骤3)接着将冰醋酸加入到正在搅拌的混合溶液中,其中冰醋酸与乙二醇胺的体积比为1:2。随后升温至100℃,并在100℃恒温下搅拌至原混合液体积的1/3,置于100℃恒温干燥箱内烘干,常温静置10h;
步骤4)在600℃N2保护下保温5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例3
本实施方案具体包括以下步骤:
步骤1)将15g乙酸锌对应150ml无水乙醇配制成溶液;
步骤2)将其放置在磁力搅拌器上加热至60℃搅拌20min,随后向混合液中加入乙二醇胺,其中乙二醇胺和混合液体积比为1:15,80℃搅拌20min;
步骤3)接着将冰醋酸加入到正在搅拌的混合溶液中,其中冰醋酸与乙二醇胺的体积比为1:2。随后升温至100℃,并在100℃恒温下搅拌至原混合液体积的1/3,置于100℃恒温干燥箱内烘干,常温静置10h;
步骤4)在400℃N2保护下保温5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例4
步骤1~3与实施例3相同。
步骤4)在N2保护下于500℃保温5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例5
步骤1~3与实施例3相同。
步骤4)在N2保护下于600℃保温5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例6
步骤1~3与实施例3相同。
步骤4)在N2保护下于500℃保温3h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例7
步骤1~3与实施例3相同。
步骤4)在N2保护下于500℃保温4h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
实施例8
步骤1~3与实施例3相同。
步骤4)在N2保护下于500℃保温5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料。
将上述实施例中制得的0.10g黑色氧化锌材料和0.10g商用氧化锌分别在可见光条件下催化降解浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液90mL。其结果如图1所示。从图中可知,黑色氧化锌材料在可见光照射下70min对降解亚甲基蓝溶液有较好的效果,降解效率明显优于商用氧化锌。
Claims (1)
1.一种氧化锌的制备方法,其特征在于所述的氧化锌可以吸收所有的可见光,呈黑色;该氧化锌按如下步骤进行:
将乙酸锌与无水乙醇混合,配制成混合溶液;在60℃下搅拌20~40min,然后加入乙二醇胺络合剂,在60~80℃下搅拌30~45min,接着向其中加入冰醋酸,升温至100℃,恒温搅拌浓缩,浓缩结束后,在90~120℃下烘干,再于常温下静置8~10h;
然后在N2保护下于400~600℃保温3~5h后,随炉冷却至室温,获得黑色氧化锌材料;
所述乙酸锌与无水乙醇的摩尔比为0.0133~0.0398:1;
所述乙二醇胺络合剂的加入体积与混合溶液的体积比为0.02~0.1;
所述的冰醋酸加入体积与乙二醇胺体积比为1:1~3;
所述的浓缩终点为,浓缩至原混合液体积的1/3。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510377150.9A CN104941625B (zh) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | 一种黑色氧化锌及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510377150.9A CN104941625B (zh) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | 一种黑色氧化锌及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104941625A CN104941625A (zh) | 2015-09-30 |
CN104941625B true CN104941625B (zh) | 2018-01-23 |
Family
ID=54156995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510377150.9A Expired - Fee Related CN104941625B (zh) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | 一种黑色氧化锌及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104941625B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107555467A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-09 | 齐鲁工业大学 | 一种由纳米针组成的表面暴露(0001)面的氧化锌空心球的制备方法 |
CN110277248B (zh) * | 2019-05-27 | 2021-04-20 | 江苏大学 | 一种氧化锌-多孔硅复合材料及其制备方法和应用 |
CN114873631A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-08-09 | 长春工程学院 | 一种黑色ZnO的制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103145113A (zh) * | 2011-12-07 | 2013-06-12 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 微纳结构氧化锌-碳复合球及其制备方法 |
CN104445371A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-25 | 重庆文理学院 | 一种用于光催化的氧化锌纳米片材料及制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101250273B (zh) * | 2008-03-26 | 2011-01-12 | 华东师范大学 | 纳米ZnO/聚醋酸乙烯酯复合薄膜的制备方法 |
CN101301609A (zh) * | 2008-03-26 | 2008-11-12 | 华东师范大学 | 一种银沉积改性纳米ZnO薄膜的制备方法 |
-
2015
- 2015-07-01 CN CN201510377150.9A patent/CN104941625B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103145113A (zh) * | 2011-12-07 | 2013-06-12 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 微纳结构氧化锌-碳复合球及其制备方法 |
CN104445371A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-25 | 重庆文理学院 | 一种用于光催化的氧化锌纳米片材料及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104941625A (zh) | 2015-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Song et al. | Fabrication and mechanism of a novel direct solid-state Z-scheme photocatalyst CdS/BiOI under visible light | |
CN105032468A (zh) | 一种Cu2O-TiO2/g-C3N4三元复合物及其制备和应用方法 | |
CN109482203A (zh) | 一种Bi/BiOI纳米片状光催化剂的制备方法 | |
CN108993550B (zh) | 一种表面氧空位改性的溴氧铋光催化剂及其制备方法 | |
CN109985618B (zh) | 一种H占据BiVO4-OVs的光催化材料、制备方法及其应用 | |
Zhang et al. | Enhanced photocatalytic activity of Bi2WO6 doped with upconversion luminescence agent | |
CN106140141A (zh) | 一种含氧缺陷的ZnWO4光催化材料及其制备方法 | |
CN103861618A (zh) | 一种SnO2基复合可见光光催化剂的制备方法 | |
CN101703948A (zh) | 一种制备复合高活性光催化剂的新方法 | |
CN109675607A (zh) | Fe3O4@ZnO@N-C复合光催化材料的制备方法 | |
CN104941625B (zh) | 一种黑色氧化锌及其制备方法 | |
CN105664995A (zh) | 一种多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料 | |
Huang et al. | Highly Selective Photocatalytic Aerobic Oxidation of Methane to Oxygenates with Water over W‐doped TiO2 | |
CN106902803A (zh) | 复合型光催化体系CQDS‑KNbO3及其制备方法和应用 | |
CN103908960A (zh) | 一种V2O5/BiVO4纳米棒复合光催化剂的制备方法 | |
CN110787825A (zh) | 一种碳纳米管负载CdSe-g-C3N4光催化材料及其制法 | |
Sun et al. | Upconversion enhanced photocatalytic conversion of lignin biomass into valuable product over CeVO4/palygorskite nanocomposite: Effect of Gd3+ incorporation | |
Ge et al. | Efficient visible-light-driven selective conversion of glucose to high-value chemicals over Bi2WO6/Co-thioporphyrazine composite in aqueous media | |
Liu et al. | Thermodynamic and kinetics of hydrogen photoproduction enhancement by concentrated sunlight with CO2 photoreduction by heterojunction photocatalysts | |
CN105749950A (zh) | 一种碳-氮共掺杂纳米二氧化钛的制备方法 | |
CN116689008B (zh) | 一种用于木质素解聚的过渡金属掺杂缺陷型g-C3N4光催化材料及其制备方法 | |
CN112495402A (zh) | 一种二硫化钼负载钴掺杂氧化锌光催化降解材料及制法 | |
CN108554427B (zh) | 一种In2O3/BiOI半导体复合光催化剂及其制备方法和用途 | |
CN110449146A (zh) | 一种全光谱吸收钙钛矿型光催化材料及制备方法 | |
CN106673118A (zh) | 一种锐钛矿二氧化钛/碳复合材料的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180123 |