一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105664989A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610037588.7(22)申请日2016.01.20(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央大学园区(72)发明人李军奇刘辉何选盟朱振峰(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J23/80(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料，以氮化硼纳米片为催化剂载体，将铁酸锌负载于氮化硼纳米片上，其中氮化硼纳米片和铁酸锌的摩尔比为1：0.01～0.6。本发明还公开了其制备方法：将硝酸铁溶液和硝酸锌溶液混合后加入氮化硼纳米片，超声分散均匀后在磁力搅拌状态下水浴蒸干；置于马弗炉中处理即得。本发明铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料，利用氮化硼纳米片表面存在的氮空位导致其具有一定的电负性，将光照激发后铁酸锌价带的光生空穴吸引以促进空穴的迁移，进而提高光生载流子的迁移效率；此外，氮化硼纳米片大的比表面积有利于增加复合体系的吸附性能，这些对于光催化效率的提高都是有利的。CN105664989ACN105664989A权利要求书1/1页1.一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料，其特征在于，以氮化硼纳米片为催化剂载体，将铁酸锌负载于氮化硼纳米片上，其中氮化硼纳米片和铁酸锌的摩尔比为1：0.01～0.6。2.一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，将硝酸铁溶液和硝酸锌溶液混合后加入氮化硼纳米片，超声分散均匀后在磁力搅拌状态下于80～100℃水浴蒸干；将得到的沉淀物置于马弗炉中400～700℃处理0.5～5h，到铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料。3.根据权利要求2所述的铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，硝酸铁溶液的浓度为0.1～3mol/L，硝酸锌溶液的浓度为0.1～3mol/L，其中锌离子和铁离子的摩尔比为1：2。4.根据权利要求2所述的铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，氮化硼纳米片和锌离子的摩尔比为1：0.01～0.6。5.根据权利要求2或4所述的铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，氮化硼纳米片通过以下方法得到：将六方氮化硼粉体、硝酸钠和浓硫酸混合后置于冰水浴中搅拌均匀，然后加入高锰酸钾持续搅拌反应8～24h，再加入双氧水持续搅拌反应0.5～1h后在3000rpm条件下离心10min，将上层悬浮液用微孔抽滤，去离子水洗涤至中性，干燥后得到氮化硼纳米片。6.根据权利要求5所述的铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，六方氮化硼粉体、硝酸钠和浓硫酸质量比为1：0.5～1：30～60。7.根据权利要求5所述的铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，六方氮化硼粉体和高锰酸钾的质量比为1：0.5～1。8.根据权利要求5所述的铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，高锰酸钾和双氧水的质量比为1：8～16。2CN105664989A说明书1/4页一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于无机环保催化材料技术领域，具体涉及一种铁酸锌修饰氮化硼纳米片复合材料，本发明还涉及该复合材料的制备方法。背景技术[0002]半导体光催化技术以其高效的特点日益受到人们的重视，用于解决环境污染问题和太阳能转换。对于高效光催化剂的选择是半导体光催化技术最重要的一个方面，目前，大约有200多种半导体可用于光催化反应，但是，较低的量子效率和严重的光腐蚀现象影响了大多数光催化剂的应用。因此，如何提高半导体光催化剂光生电子空穴的分离效率以抑制其快速复合是光催化技术所面临的问题。通常情况，催化剂的晶体结构、颗粒尺寸、形貌、特定暴露晶面和表面修饰(如，贵金属表面沉积、碳纳米管修饰、石墨烯修饰以及半导体复合等)是提高光生电子空穴分离效率的重要途径，但是，这些方法都是以提高光生电子的传输速率为基础的，然而，通过提高光生空穴的迁移速率以提高光生载流子的分离效率却被忽视。目前，改变光生空穴的迁移速率有两种方法，第一，设计具有能带结构比配的半导体复合体系，在体系吸收光子能量被激发后，可以实现空穴从一种半导体的价带迁移至另一种半导体的价带，但是这种形式的迁移会减弱空穴的氧化能力。另一种方法是在半导体光催化剂表面修饰空穴捕获剂(如RuO2、NiO、IrO2等)，这种方法在光解水制氢的反应中是有效的，但是在光催化降解有机物的反应中是否有效还未见报道，因此，这类方法的应用具有一定的局限性。开发一种新型