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专利号: 2021114288423
申请人: 哈尔滨工业大学(深圳)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种ZnO基异质结光催化复合材料,其特征在于,所述复合材料是以单层rGO为基元材料,在所述基元材料上嫁接TiO2‑x纳米颗粒、ZnO1‑x纳米颗粒和Fe3O4纳米颗粒得到的ZnO1‑x@TiO2‑x‑rGO/Fe3O4纳米材料,其中,x=0.05~0.45。

2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述ZnO1‑x@TiO2‑x‑rGO/Fe3O4纳米材料中Fe与Ti与Zn的摩尔比为0.5~2:1:1。

3.一种制备上述权利要求1~2任意一项所述复合材料的方法,其特征在于,所述制备方法包括:

步骤1,制备TiO2溶胶;

步骤2,制备TiO2‑rGO/Fe3O4悬浮液;

步骤3,将溶解于蒸馏水的乙酸锌加入到上述TiO2‑rGO/Fe3O4悬浮液中,用氢氧化钠溶液调节其pH至12后,进行第一水热反应;

步骤4,将第一水热反应后的反应体系进行第一后处理,得到ZnO1‑x@TiO2‑x‑rGO/Fe3O4纳米材料。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述步骤1中,制备TiO2溶胶的步骤如下:在磁搅拌下,向无水乙醇中以4s/滴和1s/滴的速度,滴加醋酸和钛酸四丁酯,得到溶液A;

在烧杯中加入无水乙醇和去离子水,用稀硝酸调节溶液pH至2,制得溶液B;

将所述溶液B缓慢加入所述溶液A中,连续搅拌30min,得到TiO2溶胶。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述步骤2中,制备TiO2‑rGO/Fe3O4悬浮液的步骤如下:

将单层氧化石墨烯悬浮液加入到乙二醇或异丙醇中,用超声波分散均匀得到氧化石墨烯混合体系;

将六水合氯化铁的有机醇溶液,加入所述氧化石墨烯混合体系中混合均匀,得到第一混合体系。

将醋酸钠、TiO2溶胶、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中,得到第二混合体系;

将所述第二混合体系置于反应容器中,进行第二水热反应;

将第二水热反应后的反应体系进行第二后处理,得到TiO2‑rGO/Fe3O4悬浮液。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第二水热反应的反应时间为8‑12h,反应温度为150‑200℃。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第二后处理包括:将所述反应体系用无水乙醇洗涤至中性;

将洗涤后的产物分散到蒸馏水中得到TiO2‑rGO/Fe3O4悬浮液。

8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述步骤3中,所述第一水热反应的反应时间为1‑2h,反应温度为150‑200℃。

9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述步骤4中,所述第一后处理包括:将第一水热反应后的残留物离心5‑7次并冷冻干燥得到ZnO@TiO2‑rGO/Fe3O4;

将上述ZnO@TiO2‑rGO/Fe3O4在300‑550℃氮气或真空保护下的管式炉中煅烧2‑4h。

10.一种ZnO基异质结光催化复合材料的应用,其特征在于,所述应用为:将上述权利要求1~2任意一项所述的复合材料,用于新烟碱类农药污染物的高效光催化处理。