CN106362750A - 一种Co/ZnO复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种Co/ZnO复合材料的制备方法，将53gZnCl2、2gCoCl2·6H2O和43gNaOH分别溶解于100mL的去离子水中，再将3种溶液于磁力搅拌条件下充分混合，20min后移入高压反应釜中，在105‑115℃下反应8‑10h后，将反应釜内产物用去离子水和无水乙醇各洗涤3次后离心处理，于70‑75℃真空干燥箱中干燥8‑10h，即得。本发明的有益效果是：合成工艺简单，反应条件温和，生产成本较低，可重复性好，过渡金属Co存在于ZnO的间隙、晶格或表面，可导致晶格缺陷，使空穴－电子对的复合几率降低，进而使得ZnO对光的吸收率增强，从而提高其光催化性能。
Description
技术领域
本发明涉及材料合成方法，具体的是一种Co /ZnO复合材料的制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活质量的提高对环境的要求也越来越高，但由于全球工业迅速发展，环境污染已日趋严重，其中水污染已成为威胁人类健康的重要问题 因此 如何有效地治理水污染就成为当今社会迫切需要解决的难题之一 。
纳米ZnO作为一种新型的ｎ型半导体材料（Ｅｇ＝3.37eV），因其具有较高的光催化活性，且易制备、无污染、价廉易得和独特的电学及光学性能以及特殊的结构等诸多优点而备受人们的青睐，其对废水中有机污染物有较好的光催化降解效果，是一种常用的光催化剂，但由于纯ZnO带隙较宽使得其只有在较短波长385nm的紫外光照条件下才具有较好的光催化活性，因而大大限制了ZnO作为光催化剂的工业应用。
目前可通过改性ZnO如掺杂金属或非金属离子以形成染料敏化或固熔体等方法，进而改变带隙并控制其能带结构，达到提高ZnO光催化活性的目的。李侠等采用金属离子掺杂的方法，分别制备了纳米CeZnO及纳米AgZnO，发现稀土离子Ce及过渡金属离子Ag的掺杂，均可显著提高纳米ＺｎＯ对亚甲基蓝的光催化降解效果。Kong等通过掺杂Ta5+进而提高了ZnO对苯的降解能力。余长林等采用水热处理结合焙烧的方法制备了Zr/ZnO，Al/ZnO及Zr－Al/ZnO，发现Zr Al单独掺杂及Zr- Al共掺均可较大程度的提高纳米ZnO对酸性橙的光催化，降解效果。
掺杂过渡金属离子可在ZnO中引入缺陷位，形成中间能带，进而扩大ＺｎＯ的光吸收范围，以提高其光催化活性，但对于过渡金属离子掺杂的纳米ＺｎＯ却鲜有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种Co /ZnO复合材料的制备方法，提供一种新的合成方法。
本发明采用的合成方法，包括如下步骤：
将53gZnCl2、2gCoCl2·6H2O和43gNaOH分别溶解于100mL的去离子水中，再将3种溶液于磁力搅拌条件下充分混合，20min后移入高压反应釜中，在105-115℃下反应8-10h后，将反应釜内产物用去离子水和无水乙醇各洗涤3次后离心处理，于70-75℃真空干燥箱中干燥8-10h，即得。
本发明的有益效果是：合成工艺简单，反应条件温和，生产成本较低，可重复性好，过渡金属Co存在于ZnO的间隙、晶格或表面，可导致晶格缺陷，使空穴－电子对的复合几率降低，进而使得ZnO对光的吸收率增强，从而提高其光催化性能。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明的内容，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。
实施例1：
将53gZnCl2、2gCoCl2·6H2O和43gNaOH分别溶解于100mL的去离子水中，再将3种溶液于磁力搅拌条件下充分混合，20min后移入高压反应釜中，在105℃下反应8h后，将反应釜内产物用去离子水和无水乙醇各洗涤3次后离心处理，于70℃真空干燥箱中干燥8h，即得。
实施例2：
将53gZnCl2、2gCoCl2·6H2O和43gNaOH分别溶解于100mL的去离子水中，再将3种溶液于磁力搅拌条件下充分混合，20min后移入高压反应釜中，在115℃下反应10h后，将反应釜内产物用去离子水和无水乙醇各洗涤3次后离心处理，于75℃真空干燥箱中干燥10h，即得。
通过实验，紫外光照射下纯ZnO可降解亚甲基蓝，当紫外光照射60min时，其降解率最高只能达到74.55％，说明纯ZnO对亚甲基蓝的光催化降解效果一般。当掺杂了过渡金属Co后，Co/ZnO复合材料在紫外光的照射下，随着时间的延长，其对亚甲基蓝的光催化降解效果明显提高，紫外光照射40min时，Co/ZnO复合材料对亚甲基蓝的降解率就达到了95.2％，随着紫外光照射时间的延长，其对亚甲基蓝的最高降解率可达到96.1％。由此证明，掺杂过渡金属Co可显著提高ZnO对亚甲基蓝的光催化降解能力。
掺杂过渡金属Ｃｏ可有效提高ＺｎＯ对亚甲基蓝的光催化降解效果，原因是Ｚｎ离子半径（０．０６０ｎｍ）与Ｃｏ离子半径（０．０５８ｎｍ）相近，过渡金属Ｃｏ存在于ＺｎＯ的间隙、晶格或表面，可导致晶格缺陷，使空穴－电子对的复合几率降低，进而使得ＺｎＯ对光的吸收率增强，从而提高其光催化性能。
Claims (1)
1.一种Co/ZnO复合材料的制备方法，包括如下步骤：将53gZnCl2、2gCoCl2·6H2O和43gNaOH分别溶解于100mL的去离子水中，再将3种溶液于磁力搅拌条件下充分混合，20min后移入高压反应釜中，在105-115℃下反应8-10h后，将反应釜内产物用去离子水和无水乙醇各洗涤3次后离心处理，于70-75℃真空干燥箱中干燥8-10h，即得。
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