CN108855034A - 一种尺寸可调的光催化功能微球及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，步骤1、以N‑N‑二甲基乙酰胺、甲壳素和氯化锂为原料，共混配制溶胶体系；再将光催化纳米材料、低熔点纳米金属材料与所述溶胶体系共混，得到溶胶‑凝胶原料；步骤2、将油料与所述溶胶‑凝胶原料混合，搅拌均匀至形成稳定的溶胶微球后再加入去离子水，继续搅拌后获得凝胶微球；步骤3、所述凝胶微球再经洗涤、干燥及烧结工艺得到所述光催化功能微球。本发明公开了一种尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，工艺简单、可控，制备得到的光催化功能微球尺寸可调范围大，尺寸分布窄且成球率高，整体的力学性能良好、催化性能优异。

Description

一种尺寸可调的光催化功能微球及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及光催化材料的技术领域，具体涉及一种尺寸可调的光催化功能微球及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国经济的快速发展，环境在经济飞速发展的过程中承受了很大的压力，同时也被污染得很严重。环境污染越来越受到了人们的广泛关注，国家也相继出台政策不允许“以牺牲环境为代价来谋取经济利益”。如何将被污染的环境恢复到本来的原生态面貌已经成为目前面临考验的重要问题。水资源是人类赖以生存的根本，然而随着工业化的快速推进，人口的日益膨胀，有限的淡水资源浪费或污染严重，水资源问题严峻。
目前，常用的污水处理技术有：(1)物理处理技术；(2)水的化学处理技术；(3)生物处理技术等。其中，光催化技术作为一种运行成本低，而且可充分利用廉价环保的太阳光作为反应光源的净化技术，在废水净化、废气净化等领域被广泛研究。它最大的特点就是：①能够利用太阳能作为光源激活的光催化剂，众所周知，太阳能是取之不尽和用之不竭的天然资源；②可以不用另外的电子受体进行操作；③操作的条件比较容易控制，结构相比较也简单，并且氧化能力很强，同时还没有二次污染；该技术可以把水中包含的有机污染物完全的降解成为水或者二氧化碳等，同时无机污染物被还原成了无害物或者被氧化；该技术所需的光催化剂有无毒、廉价、稳定以及能够重复的使用等优点，应用前景十分广阔。
光催化技术原理是使用n型的半导体为催化剂，如TiO2，ZnO等，这些半导体有能带结构，且它们的导电带和共价带间的能阶比较低，当使用能量比禁带宽度光照射的能量大时，能量将因为比禁带宽度光电子大而被吸收，并把价带电子激发至导带上，而导带有电子，这样就会在价带的过程中产生空穴。除此之外，电子还有还原性的作用，空穴还有氧化性的作用。空穴获得电子的能力非常强，可把水中的氢氧离子与水分子氧化成有强氧化性的氢氧自由基，该自由基是一种比较强的氧化剂，能够把很多不好降解的有机物氧化为二氧化碳和水，并且最终完成有机物的降解。在进行污水处理的时候，光催化技术可以有效处理氯化酚类、酚类、二恶英、卤代烃类、氰化物和其它各种各样的有机酸，还能够降解污水中酚类有机物以及一些其它的难降解的有机物。因此，是一种发展前景广阔的污水处理方法，可广泛应用于污水的脱色处理、降解有机的氮化物等。
在实际应用中，粉末状催化剂，特别是纳米催化剂，使用过程中容易发生团聚导致比表面积减小，光催化性能下降，使用后又往往难以回收利用。将光催化材料制成薄膜或块体的形式能够牢固地把纳米光催化材料固定下来，从而有效地解决这一问题。因此，由光催化材料薄膜或块体构成的光催化功能模块在实际应用中具有十分重要的作用。提高光催化功能模块的功能，如比表面积、孔隙结构是提升光催化处理效果的有效途径。将光催化材料制备成功能微球，通过调控微球尺寸，从而调控由微球构件的光催化模块的结构等是实现功能模块性能提升的有效手段。
公开号为CN 102718256 A的中国专利文献中公开了一种粒径可调的二氧化钛微球的制备方法，配置KCl水溶液，然后滴加到无水乙醇中，再滴加不同浓度的钛酸四丁酯，然后静置、离心分离出沉淀，将沉淀清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水热釜，经过保温和煅烧后得到不同粒径的二氧化钛微球。该技术方案通过单一调整加入钛酸四丁酯的含量可得到粒径在200～1000nm间大小可控的微球。但该方法制备工艺较复杂，二氧化钛微球的相成分不易控制，且制备的微球尺寸仍处于亚微米尺寸，在实际应用中仍存在回收困难，存在二次污染等问题。因此，需要开发一种工艺简便，相组分可控，微米尺寸可控的二氧化钛微球制备方法。
发明内容
本发明公开了一种尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，工艺简单、可控，制备得到的光催化功能微球尺寸可调范围大，整体的力学性能良好、催化性能优异。
具体技术方案如下：
一种尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，步骤如下：
步骤1、以N-N-二甲基乙酰胺、甲壳素和氯化锂为原料，共混配制溶胶体系；再将光催化纳米材料、低熔点纳米金属材料与所述溶胶体系共混，得到溶胶-凝胶原料；
步骤2、将油料与所述溶胶-凝胶原料混合，搅拌均匀至形成稳定的溶胶微球后再加入去离子水，继续搅拌后获得凝胶微球；
步骤3、所述凝胶微球再经洗涤、干燥及烧结工艺得到所述光催化功能微球。
本发明结合溶胶-凝胶法及水/油乳化技术，采用特殊组成的溶胶-凝胶原料体系，通过调整溶胶-凝胶原料中的原料比例再结合水/油乳化技术中对搅拌速率的调整，实现对光催化功能微球的尺寸调控。
步骤1中：
优选地，所述溶胶体系，按质量百分比计，原料组成为：
甲壳素 0.3～0.6％；
氯化锂 3～6％；
N-N-二甲基乙酰胺 余量。
经试验发现，采用上述特殊组成的溶胶体系，在对应的搅拌速度下，具有微球成球率高，微球尺寸分布窄等特点。
优选地，所述光催化纳米材料选自纯TiO2、金属掺杂TiO2、ZnO、MoS2中的至少一种，颗粒尺寸为10～150nm；
所述的纯TiO2或金属掺杂TiO2中的TiO2都至少包含锐钛矿相的TiO2，所述金属掺杂TiO2包括Au掺杂TiO2、Ag掺杂TiO2等等。
优选地，所述低熔点纳米金属材料选自熔点不高于700℃的金属材料；进一步优选，所述低熔点纳米金属材料选自金属铝和/或金属锌，颗粒尺寸为10～50nm；当所述低熔点金属为金属铝和金属锌时，也可以直接加入铝锌合金代替。经试验发现，采用金属铝和/或金属锌时，制备得到的光催化功能微球的整体力学性能优异，不存在纳米粉末掉落问题，且光催化性能良好。
优选地，所述光催化纳米材料、低熔点纳米金属材料与溶胶体系的质量比为10～30:5～30:100。
步骤2中：
优选地，所述油料选自液体石蜡、色拉油、菜籽油中的至少一种；
所述油料、去离子水与溶胶-凝胶原料的体积比为400～800：100～600：100。
所述的搅拌对于形成的溶胶微球的粒径有着关键性的影响，优选的，所述搅拌的速率为200～1000rpm/min。进一步地，该搅拌速率的确定还取决于步骤1中溶胶-凝胶原料的组成。这是由于不同溶胶-凝胶原料会影响溶胶体系的粘度，进而影响一定搅拌速率下球形颗粒的尺寸分布，最终影响功能微球的产率。因此，溶胶-凝胶原料与搅拌速率相互配合十分重要。
所述稳定的溶胶微球是指肉眼可见溶胶颗粒随着搅拌的进行，在油料体系中均匀分散，并且溶胶颗粒呈现稳定的球状。
所述的继续搅拌，其目的在于使溶胶微球与去离子水充分接触，实现充分的凝胶化，对该搅拌速率没有特殊要求，可以保持与前面的搅拌速率一致。
步骤3中：
优选地，所述洗涤，采用去离子水反复冲洗至彻底清除N-N-二甲基乙酰胺和氯化锂。
优选地，所述烧结包括真空烧结或大气烧结，进一步优选为大气烧结，具体为：
a、从室温升至120℃，升温速率2～5℃/min，保温1～2h；
b、由120℃升至所述低熔点纳米金属材料熔点的80～90％处，升温速率5～10℃/min，保温2～4h后冷却。
本发明还公开了由上述方法制备的尺寸可调的光催化功能微球，所述光催化功能微球表面具有纳米孔结构，颗粒尺寸为100μm～2mm。
该光催化功能微球由于溶剂(N-N-二甲基乙酰胺)、氯化锂等组分的去除，并结合微球在热处理过程中的甲壳素的分解使得微球存在一定的多孔结构，同时，由于热处理过程中微球的收缩现象，微球表面会存在一定程度的褶皱，这些结构均有利于功能微球光催化性能的提升。
本发明还公开了将上述工艺制备的尺寸可调的光催化功能微球在污水处理中的应用。
经测试发现，本发明制备的光催化功能微球在极少量的用量下(如0.02g，300μm尺寸的微球)，5小时光催化降解15ml亚甲基蓝溶液(5ppm)可达90％以上。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明公开了一种尺寸可调的光催化功能微球的制备工艺，工艺简单、可控、成本低、具备产业化应用前景；
本发明制备得到的光催化功能微球，其表面具有纳米孔结构，颗粒尺寸在100μm到2mm的大尺寸范围内可调，且成球率高，微球尺寸分布窄；该光催化功能微球的整体的力学性能良好、催化性能优异；
将本发明制备的不同尺寸的光催化功能微球复合，根据不同的水质污染情况，组装成一个个废水处理单元，实现对废水的高效处理。
附图说明
图1为本发明中尺寸可调的光催化功能微球的制备工艺流程图；
图2为实施例1中制备的光催化功能微球的外观照片(a)和表面微观形貌照片(b)；
图3为实施例1中制备的光催化功能微球降解亚甲基蓝溶液的曲线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1
本实施例中，光催化功能微球的制备流程如图1所示，具体制备方法如下：
1、配制溶胶-凝胶原料：
将100mL的N-N-二甲基乙酰胺、0.5g甲壳素和3g氯化锂混合，磁力搅拌24h，配置成稳定的溶胶原料；再称取15g的光催化纳米材料(P25粉末，粒径为～25nm)和5g低熔点纳米金属材料(纳米锌，粒径为～10nm)使其分散于溶胶原料中，磁力搅拌8h，获得溶胶-凝胶原料。
2、制备光催化功能凝胶微球：
以200rpm/min的机械搅拌速率均匀搅拌油料(液体石蜡，600ml)，然后加入以上配置的溶胶-凝胶原料，机械搅拌4h后，可观察到球化的稳定的溶胶微球；此时再加入400ml的去离子水，使溶胶微球凝胶化，再以200rpm/min的速率继续搅拌2h，获得凝胶微球。
3、制备光催化功能微球：
利用去离子水反复冲洗凝胶微球，彻底清除N-N-二甲基乙酰胺、氯化锂，其中氯化锂残留情况采用滴加硝酸银溶液判定，然后鼓风箱100℃烘干6h，并进行烧结处理，最终获得光催化功能微球。其中，烧结工艺参数为：(1)从室温升至120℃，升温速率5℃/min，保温2h；(2)由120℃升至360℃，升温速率5℃/min，保温4h；(3)最后微球随炉冷。
对上述制备的微球进行如下性能检测：
(1)光催化功能微球宏观结构观察：本实施例制备的光催化功能微球的外观照片如图2(a)所示，该光催化功能微球的尺寸呈正态分布，主要尺寸为1.5mm，占比80％以上，尺寸分布为800μm～2mm，成球率为95％以上。
(2)光催化功能微球微结构观察：利用场发射扫描电子显微镜(SEM)检测微球微观形貌，图2(b)为本实施例制备的微球表面照片，由图可见，微球由纳米光催化材料P25粉末与纳米锌均匀复合，构成具有纳米孔结构的微球表面。
(3)光催化功能检测：利用微球降解亚甲基蓝溶液的性能表征其光催化功能，其中亚甲基蓝溶液30ml，浓度5ppm，光催化功能微球量2g。图3为本实施例中微球光催化降解亚甲基蓝溶液的曲线，由曲线可见，本实施例制备的光催化功能微球具有良好的光催化功能，5h后降解了90％以上的亚甲基蓝成分。
(4)水浸泡超声试验：通过对多孔微球在水中的浸泡并配合一定功率及时间的超声实验，评价块体整体力学性能。其中，超声功率50W，频率28KHz，时间5min。经测试，本实施例制备的光催化功能微球不存在粉碎、粉化等现象，具有良好的力学性能。
实施例2
本实施例中，具体制备方法如下：
1、配制溶胶-凝胶原料：
100mL的N-N-二甲基乙酰胺、0.3g甲壳素和3g氯化锂混合，磁力搅拌24h，配置成稳定的溶胶原料；再称取20g的光催化纳米材料(P25粉末，粒径为～25nm)和7.5g低熔点纳米金属材料(纳米锌铝，粒径为～20nm)使其分散于溶胶原料中，磁力搅拌8h，获得溶胶-凝胶原料。
2、制备光催化功能凝胶微球：
500rpm/min的机械搅拌速率均匀搅拌油料(液体石蜡，500ml)，然后加入以上配置的溶胶-凝胶原料，机械搅拌4h后，可观察到球化的稳定的溶胶微球；此时再加入500ml的去离子水，使溶胶微球凝胶化，再以500rpm/min的速率继续搅拌2h，获得凝胶微球。
3、制备光催化功能微球：
利用去离子水反复冲洗凝胶微球，彻底清除N-N-二甲基乙酰胺、氯化锂，其中氯化锂残留情况采用滴加硝酸银溶液判定，然后鼓风箱100℃烘干4h，并进行烧结处理，最终获得光催化功能微球。其中，烧结工艺参数为：(1)从室温升至120℃，升温速率5℃/min，保温2h；(2)由120℃升至320℃，升温速率5℃/min，保温4h；(3)最后微球随炉冷。
对上述制备的微球进行如下性能检测：
(1)光催化功能微球宏观结构观察：本实施例制备的光催化功能微球尺寸呈正态分布，主要尺寸为200μm，占比80％以上，尺寸分布为100～500μm，成球率为90％以上。
(2)光催化功能微球微结构观察：利用场发射扫描电子显微镜(SEM)检测微球微观形貌，由图可见，微球由纳米光催化材料P25粉末与纳米锌铝均匀复合，构成具有纳米孔结构的微球表面。
(3)光催化功能检测：利用微球降解亚甲基蓝溶液的性能表征其光催化功能，其中亚甲基蓝溶液15ml，浓度5ppm，光催化功能微球量0.02g。由微球光催化降解亚甲基蓝溶液的曲线可见，本实施例制备的光催化功能微球具有良好的光催化功能，4h后降解了90％以上的亚甲基蓝成分。
(4)水浸泡超声试验：通过对多孔微球在水中的浸泡并配合一定功率及时间的超声实验，评价块体整体力学性能。其中，超声功率50W，频率28KHz，时间5min。经测试，本实施例制备的光催化功能微球不存在粉碎、粉化等现象，具有良好的力学性能。
实施例3
本实施例中，具体制备方法如下：
1、配制溶胶-凝胶原料：
100mL的N-N-二甲基乙酰胺、0.4g甲壳素和3g氯化锂混合，磁力搅拌24h，配置成稳定的溶胶原料；再称取20g的光催化纳米材料(Au掺杂TiO2粉末，粒径为5～20nm)和6g低熔点纳米金属材料(纳米锌，粒径为～20nm)使其分散于溶胶原料中，磁力搅拌8h，获得溶胶-凝胶原料。
2、制备光催化功能凝胶微球：
400rpm/min的机械搅拌速率均匀搅拌油料(液体石蜡，800ml)，然后加入以上配置的溶胶-凝胶原料，机械搅拌4h后，可观察到球化的稳定的溶胶微球；此时再加入400ml的去离子水，使溶胶微球凝胶化，再以400rpm/min的速率继续搅拌2h，获得凝胶微球。
3、制备光催化功能微球：
利用去离子水反复冲洗凝胶微球，彻底清除N-N-二甲基乙酰胺、氯化锂，其中氯化锂残留情况采用滴加硝酸银溶液判定，然后鼓风箱100℃烘干4h，并进行烧结处理，最终获得光催化功能微球。其中，烧结工艺参数为：(1)从室温升至120℃，升温速率5℃/min，保温2h；(2)由120℃升至400℃，升温速率5℃/min，保温4h；(3)最后微球随炉冷。
对上述制备的微球进行如下性能检测：
(1)光催化功能微球宏观结构观察：本实施例制备的光催化功能微球尺寸呈正态分布，主要尺寸为500μm，占比80％以上，尺寸分布为200～800μm，成球率为95％以上。
(2)光催化功能微球微结构观察：利用场发射扫描电子显微镜(SEM)检测微球微观形貌，由图可见，微球由纳米光催化粉末与纳米锌均匀复合，构成具有纳米孔结构的微球表面。
(3)光催化功能检测：利用微球降解亚甲基蓝溶液的性能表征其光催化功能，其中亚甲基蓝溶液15ml，浓度5ppm，光催化功能微球量0.02g。由微球光催化降解亚甲基蓝溶液的曲线可见，本实施例制备的光催化功能微球具有良好的光催化功能(可见光波段)，4h后降解了90％以上的亚甲基蓝成分。
(4)水浸泡超声试验：通过对多孔微球在水中的浸泡并配合一定功率及时间的超声实验，评价块体整体力学性能。其中，超声功率50W，频率28KHz，时间5min。经测试，本实施例制备的光催化功能微球不存在粉碎、粉化等现象，具有良好的力学性能。
实施例4
本实施例中，具体制备方法如下：
1、配制溶胶-凝胶原料：
100mL的N-N-二甲基乙酰胺、0.5g甲壳素和3.5g氯化锂混合，磁力搅拌24h，配置成稳定的溶胶原料；再称取25g的光催化纳米材料(ZnO粉末，粒径为～20nm)和10g低熔点纳米金属材料(纳米铝，粒径为～5nm)使其分散于溶胶原料中，磁力搅拌8h，获得溶胶-凝胶原料。
2、制备光催化功能凝胶微球：
300rpm/min的机械搅拌速率均匀搅拌油料(液体石蜡，800ml)，然后加入以上配置的溶胶-凝胶原料，机械搅拌4h后，可观察到球化的稳定的溶胶微球；此时再加入400ml的去离子水，使溶胶微球凝胶化，再以300rpm/min的速率继续搅拌2h，获得凝胶微球。
3、制备光催化功能微球：
利用去离子水反复冲洗凝胶微球，彻底清除N-N-二甲基乙酰胺、氯化锂，其中氯化锂残留情况采用滴加硝酸银溶液判定，然后鼓风箱100℃烘干4h，并进行烧结处理，最终获得光催化功能微球。其中，烧结工艺参数为：(1)从室温升至120℃，升温速率5℃/min，保温2h；(2)由120℃升至550℃，升温速率5℃/min，保温4h；(3)最后微球随炉冷。
对上述制备的微球进行如下性能检测：
(1)光催化功能微球宏观结构观察：本实施例制备的光催化功能微球尺寸呈正态分布，主要尺寸为800μm，占比80％以上，尺寸分布为400μm～2mm，成球率为95％以上。
(2)光催化功能微球微结构观察：利用场发射扫描电子显微镜(SEM)检测微球微观形貌，由图可见，微球由纳米光催化粉末与纳米铝均匀复合，构成具有纳米孔结构的微球表面。
(3)光催化功能检测：利用微球降解亚甲基蓝溶液的性能表征其光催化功能，其中亚甲基蓝溶液30ml，浓度5ppm，光催化功能微球量1g。由微球光催化降解亚甲基蓝溶液的曲线可见，本实施例制备的光催化功能微球具有良好的光催化功能(可见光波段)，4h后降解了90％以上的亚甲基蓝成分。
(4)水浸泡超声试验：通过对多孔微球在水中的浸泡并配合一定功率及时间的超声实验，评价块体整体力学性能。其中，超声功率50W，频率28KHz，时间5min。经测试，本实施例制备的光催化功能微球不存在粉碎、粉化等现象，具有良好的力学性能。
实施例5
本实施例中，具体制备方法如下：
1、配制溶胶-凝胶原料：
将100ml的N-N-二甲基乙酰胺、0.5g甲壳素和3g氯化锂混合，磁力搅拌24h，配置成稳定的溶胶原料；再称取13g的光催化纳米材料(P25粉末，粒径为～25nm)和7g低熔点纳米金属材料(纳米锌，粒径为～10nm)使其分散于溶胶原料中，磁力搅拌8h，获得溶胶-凝胶原料。
2、制备光催化功能凝胶微球：
以200rpm/min的机械搅拌速率均匀搅拌油料(液体石蜡，600ml)，然后加入以上配置的溶胶-凝胶原料，机械搅拌4h后，可观察到球化的稳定的溶胶微球；此时再加入400ml的去离子水，使溶胶微球凝胶化，再以200rpm/min的速率继续搅拌2h，获得凝胶微球。
3、制备光催化功能微球：
利用去离子水反复冲洗凝胶微球，彻底清除N-N-二甲基乙酰胺、氯化锂，其中氯化锂残留情况采用滴加硝酸银溶液判定，然后鼓风箱100℃烘干6h，并进行烧结处理，最终获得光催化功能微球。其中，烧结工艺参数为：(1)从室温升至120℃，升温速率5℃/min，保温2h；(2)由120℃升至360℃，升温速率5℃/min，保温4h；(3)最后微球随炉冷。
对上述制备的微球进行如下性能检测：
(1)光催化功能微球宏观结构观察：本实施例制备的光催化功能微球尺寸呈正态分布，主要尺寸为1mm，占比80％以上，尺寸分布为500μm～2mm，成球率为98％以上。
(2)光催化功能微球微结构观察：利用场发射扫描电子显微镜(SEM)检测微球微观形貌，由图可见，微球由纳米光催化材料P25粉末与纳米锌均匀复合，构成具有纳米孔结构的微球表面。
(3)光催化功能检测：利用微球降解亚甲基蓝溶液的性能表征其光催化功能，其中亚甲基蓝溶液30ml，浓度5ppm，光催化功能微球量1.5g。图3为本实施例中微球光催化降解亚甲基蓝溶液的曲线，由曲线可见，本实施例制备的光催化功能微球具有良好的光催化功能，5h后降解了90％以上的亚甲基蓝成分。
(4)水浸泡超声试验：通过对多孔微球在水中的浸泡并配合一定功率及时间的超声实验，评价块体整体力学性能。其中，超声功率50W，频率28KHz，时间5min。经测试，本实施例制备的光催化功能微球不存在粉碎、粉化等现象，具有良好的力学性能。

Claims (10)

1.一种尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、以N-N-二甲基乙酰胺、甲壳素和氯化锂为原料，共混配制溶胶体系；再将光催化纳米材料、低熔点纳米金属材料与所述溶胶体系共混，得到溶胶-凝胶原料；
步骤2、将油料与所述溶胶-凝胶原料混合，搅拌均匀至形成稳定的溶胶微球后再加入去离子水，继续搅拌后获得凝胶微球；
步骤3、所述凝胶微球再经洗涤、干燥及烧结工艺得到所述光催化功能微球。
2.根据权利要求1所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述溶胶体系，按质量百分比计，原料组成为：
甲壳素 0.3～0.6％；
氯化锂 3～6％；
N-N-二甲基乙酰胺 余量。
3.根据权利要求1所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，步骤1中：
所述光催化纳米材料选自纯TiO2、金属掺杂TiO2、ZnO、MoS2中的至少一种，颗粒尺寸为10～150nm；
所述低熔点纳米金属材料选自熔点不高于700℃的金属材料。
4.根据权利要求3所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，所述低熔点纳米金属材料选自金属铝和/或金属锌，颗粒尺寸为10～50nm；
所述光催化纳米材料、低熔点纳米金属材料与溶胶体系的质量比为10～30:5～30:100。
5.根据权利要求1所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，步骤2中：
所述油料选自液体石蜡、色拉油、菜籽油中的至少一种；
所述油料、去离子水与溶胶-凝胶原料的体积比为400～800：100～600：100。
6.根据权利要求1所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述搅拌的速率为200～1000rpm/min。
7.根据权利要求1所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述洗涤，采用去离子水反复冲洗至彻底清除N-N-二甲基乙酰胺和氯化锂；
所述烧结包括真空烧结或大气烧结。
8.根据权利要求7所述的尺寸可调的光催化功能微球的制备方法，其特征在于，所述烧结为大气烧结，具体为：
a、从室温升至120℃，升温速率2～5℃/min，保温1～2h；
b、由120℃升至所述低熔点纳米金属材料熔点的80～90％处，升温速率5～10℃/min，保温2～4h后冷却。
9.一种根据权利要求1～8任一所述的方法制备的尺寸可调的光催化功能微球，其特征在于，所述光催化功能微球表面具有纳米孔结构，颗粒尺寸为100μm～2mm。
10.一种根据权利要求9所述的尺寸可调的光催化功能微球在污水处理中的应用。
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