CN109550494A - 一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，具体按照以下步骤实施：将硫化锌粉体置于电阻炉内；之后将电阻炉升温至一定温度保温一定时间后冷却至室温，即可得到纳米多孔氧化锌微米粉体。该氧化锌微米粉体具有明显的多孔结构、较高的光催化活性，且光催化后容易回收利用。该制备工艺简单且工艺流程短，易于量产。
Description
技术领域
本发明属于金属氧化物半导体技术领域，具体涉及一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，还涉及该纳米多孔氧化锌微米粉体的应用。
背景技术
氧化锌是一种n型金属氧化物半导体材料，拥有宽的禁带宽度(3.37eV)、高的激子束缚能(60meV)。在现有制备氧化锌粉体光催化剂技术中，主要采用化学合成法，制备过程不仅使用多种化学试剂，还要经过洗涤、干燥等步骤，制备工艺流程长，而且制备出的大多是纳米级光催化剂，光催化后不易回收利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，该氧化锌粉体具有明显的多孔结构、较高的光催化活性。
本发明的另一目的是提供上述纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化剂中的应用。
本发明所采用的技术方案是，一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将硫化锌粉体置于电阻炉内；
步骤2，经步骤1后，将电阻炉升温至一定温度保温一定时间后冷却至室温，即可得到纳米多孔氧化锌粉体。
本发明的特点还在于，
步骤1中，硫化锌粉体的粒径为1-5μm。
步骤1中，电阻炉为敞口电阻炉。
步骤2中，升温速率为5℃/min，保温的温度为700℃-900℃，保温时间为1-20min。
步骤2中，冷却的方式为炉冷。
本发明所采用的另一技术方案是，该纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化剂中的应用。
本发明的有益效果是，
将硫化锌微米粉体置于电阻炉中，通过热氧化硫化锌微米粉体制备出纳米多孔氧化锌微米粉体，该氧化锌粉体具有明显的多孔结构、较高的光催化活性，且光催化后容易回收利用。该制备工艺简单且工艺流程短，易于量产。
附图说明
图1是本发明实施例1所得到的纳米多孔氧化锌微米粉体的SEM照片；
图2是本发明实施例1所得到的纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化降解实验中甲基橙溶液的吸收光谱；
图3是本发明实施例1所得到的纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化降解实验中甲基橙溶液的降解曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将粒径为1-5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内；
电阻炉为敞口电阻炉；
步骤2，经步骤1后，以5℃/min的升温速率将电阻炉升温至700-900℃，保温1-20min后随炉冷却至室温，即可得到粒径为1-5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
该纳米多孔氧化锌微米粉体可直接作为光催化剂进行光催化反应。
本发明的方法，将硫化锌微米粉体置于电阻炉中，通过热氧化硫化锌微米粉体制备出纳米多孔氧化锌微米粉体，该氧化锌粉体具有明显的多孔结构、较高的光催化活性，光催化后容易回收利用等特点。该制备工艺简单且工艺流程短，易于量产。
实施例1
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至800℃，保温20min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。本实施例所得到的纳米多孔氧化锌微米粉体的SEM照片如图1所示。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照。图2是本实施例所得到的纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化降解实验中甲基橙溶液的吸收光谱，图3是本实施例所得到的纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化降解实验中甲基橙溶液的降解曲线。80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.4％。
实施例2
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至900℃，保温20min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.5％。
实施例3
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至700℃，保温20min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99％。
实施例4
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至700℃，保温5min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.1％。
实施例5
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至900℃，保温5min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.6％。
实施例6
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至800℃，保温1min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.6％。
实施例7
将粒径为3—5μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至800℃，保温10min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为3—5μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.5％。
实施例8
将粒径为1—3μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至800℃，保温20min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为1—3μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.3％。
实施例9
将粒径为1—3μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至850℃，保温20min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为1—3μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.9％。
实施例10
将粒径为1—3μm的硫化锌粉体置于电阻炉内，以5℃/min的升温速率升至900℃，保温20min后随炉冷却至室温，即可制备出粒径为1—3μm的纳米多孔氧化锌粉体。
用本发明制得的纳米多孔氧化锌微米粉体光催化剂进行光催化降解有机染料的实验过程如下：
利用所制备的纳米多孔氧化锌微米粉体作为光催化剂(0.2g/L)，降解10mg/L的甲基橙溶液。光催化实验中所用光源为300W汞灯。照射之前，含有光催化剂的甲基橙溶液在黑暗中搅拌30min，达到吸附平衡后进行光照，80min后氧化锌光催化剂对甲基橙溶液的降解率达到99.7％。
本发明上述的各个实施例通过热氧化粒径为1—5μm的硫化锌制备了粒径为1—5μm的纳米多孔氧化锌粉体光催化剂，该光催化剂对甲基橙具有显著的降解效果。
Claims (6)
1.一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将硫化锌粉体置于电阻炉内；
步骤2，经步骤1后，将电阻炉升温至一定温度保温一定时间后冷却至室温，即可得到纳米多孔氧化锌粉体。
2.根据权利要求1所述的一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，硫化锌粉体的粒径为1-5μm。
3.根据权利要求1所述的一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，电阻炉为敞口电阻炉。
4.根据权利要求1所述的一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，升温速率为5℃/min，保温的温度为700℃-900℃，保温时间为1-20min。
5.根据权利要求1所述的一种纳米多孔氧化锌微米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤2中冷却的方式为炉冷。
6.一种如权利要求1所述的纳米多孔氧化锌微米粉体，其特征在于，该纳米多孔氧化锌微米粉体在光催化剂中的应用。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190402 |
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