一种薄层状金属单空位氧化锌及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种薄层状金属单空位氧化锌的制备方法，其特征在于在常温常压下将醋酸锌充分溶解在乙二醇和低级醇溶剂的混合溶液中，随后进行水热反应，形成乙二醇封装的醋酸锌化合物，然后在惰性气体保护下高温煅烧去除乙二醇封装的醋酸锌化合物中的有机组分，形成一种薄层状金属单空位氧化锌，即制备完成。2.如权利要求1所述的一种薄层状金属单空位氧化锌的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：在常温常压下将醋酸锌充分溶解在乙二醇和低级醇溶剂的混合溶液中，随后将混合液倒入反应釜中，再转移至烘箱中加热到80℃~120℃进行水热反应，水热反应10~15h后，反应溶液自然冷却至室温后离心得到白色粉末，洗涤、干燥，得到乙二醇封装的醋酸锌化合物前驱体，将制备好的前驱体在180℃~220℃的氮气氛围下高温煅烧0.5~2h，即制备得到具有薄层状金属单空位的氧化锌。3.如权利要求2所述的一种薄层状金属单空位氧化锌的制备方法，其特征在于醋酸锌在乙二醇和低级醇溶剂的混合溶液中的浓度控制在0.5~1.5 mg/ml，优选为1 mg/ml；乙二醇和低级醇溶剂的体积比控制在1：3~7，优选为1：5；所述低级醇溶剂为甲醇、乙醇或丙醇，优选为甲醇。4.如权利要求2所述的一种薄层状金属单空位氧化锌的制备方法，其特征在于水热反应温度为95~100℃，反应时间为12~13h；前驱体在190~200℃下高温煅烧，煅烧的时间控制在0.5 h~1.5 h，优选为1.0 h。5.如权利要求1~4任一所述方法制备的一种薄层状金属单空位氧化锌。6.如权利要求5所述的一种薄层状金属单空位氧化锌，其特征在于由纳米氧化锌颗粒组成薄层状结构，其中纳米氧化锌颗粒具有单原子金属空位、p型半导体特性和电子的自旋极化态。7.如权利要求6所述的一种薄层状金属单空位氧化锌，其特征在于所述的薄层状结构的厚度保持在10~20 nm，纳米氧化锌颗粒的单原子金属空位是通过惰性气体保护下高温煅烧去除氧化锌中单个锌原子而形成。8.如权利要求5所述的一种薄层状金属单空位氧化锌在光催化有机污染物降解和产氢中的应用。9.如权利要求8所述的应用，其特征在于向有机污染物水溶液中加入薄层状金属单空位氧化锌，于暗处磁力搅拌20-60min达到吸附-脱附平衡，然后打开氙灯进行光催化降解反应，实现有机污染物降解的同时产生氢气。

技术总结
本发明公开了一种薄层状金属单空位氧化锌及其制备方法和应用，所述薄层状金属单空位氧化锌的制备方法为，常温常压下将醋酸锌充分溶解在乙二醇和低级醇溶剂的混合溶液中，随后进行水热反应，形成乙二醇封装的醋酸锌化合物，然后在惰性气体保护下高温煅烧去除乙二醇封装的醋酸锌化合物中的有机组分，形成一种薄层状金属单空位氧化锌。本发明的薄层状金属单空位氧化锌活性高，原料成本低，制备方法简单，在可见光下具有优异的光催化产氢性能及污染物降解效果，能实现在一个体系中的同时光催化还原产生氢气和污染物氧化降解，可用于污染物环境修复、能源化工和新材料制备等领域。能源化工和新材料制备等领域。能源化工和新材料制备等领域。


技术研发人员：沈意 朱超 许俊杰
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/7/15