一种光触媒及光触媒的制备方法与流程

技术特征：
1.一种光触媒，包括复合纤维，其特征在于，所述复合纤维包括n型结晶半导体材料，所述n型结晶半导体材料包括氧化铋、二氧化钛和氧化锌，在复合纤维中形成异质结。2.根据权利要求1所述的光触媒，其特征在于，所述复合纤维中，氧化铋的质量占比为0.1wt％～0.4wt％，优选为0.1wt％～0.2wt％，更优为0.2wt％；优选地，所述氧化铋、氧化锌和二氧化钛的质量比为1:0.5～2:1～20，优选为1:1:1～10。3.根据权利要求1或2所述的光触媒，其特征在于，所述二氧化钛的晶型包括锐钛矿相和金红石相；优选地，所述金红石相与锐钛矿相的质量比为1:0.05～20，优选为1:5～20，更优为1:5～10。4.根据权利要求1-3任一项所述的光触媒，其特征在于，所述复合纤维还包括选自氧化亚铜、氧化铜、碲化镉及其组合的p型结晶半导体材料。5.根据权利要求1-4任一项所述的光触媒，其特征在于，所述复合纤维具有一维纳米结构；优选地，所述复合纤维选自纳米纤维、截断的纳米纤维、纳米线、纳米棒及其组合；优选地，所述复合纤维为纳米纤维，且具有分散在纳米纤维表面的纳米晶体；更优地，所述纳米纤维的直径为50～1000nm，优选为80～100nm，更优为90nm；所述纳米晶体的直径为5～150nm，优选为10nm。6.根据权利要求1-5任一项所述的光触媒，其特征在于，所述复合纤维还包括聚合物包覆层；优选地，所述聚合物包覆层具有多孔结构，和/或透光性，和/或透气性。7.根据权利要求1-6任一项所述的光触媒，其特征在于，还包括基材，所述复合纤维附着于所述基材上；优选地，所述基材为柔性基材；优选地，所述基材具有透光性和/或透气性；优选地，所述基材具有纳米尺寸的网状结构；更优地，所述基材由聚合物纤维、无机纤维或纤维素纤维组成，形成网状结构；进一步优选地，所述聚合物纤维包括涤纶，所述涤纶的平均直径优选为90～220nm。8.一种光触媒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制包含铋元素、钛元素和锌元素的前体纺丝溶液；(2)采用所述前体纺丝溶液进行静电纺丝，得到电纺纤维；(3)收集所述电纺纤维进行煅烧，得到所述光触媒。9.根据权利要求8所述的光触媒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述前体纺丝溶液中，含铋元素的化合物换算为氧化铋时，占前体纺丝溶液总质量的0.1％～1％，含锌元素的化合物换算为氧化锌时，占前体纺丝溶液总质量的0.1％～1％，含钛元素的化合物换算为二氧化钛时，占前体纺丝溶液总质量的1％～10％；优选地，所述前体纺丝溶液中，含铋元素的化合物换算为氧化铋时，占前体纺丝溶液总质量的0.2％～0.8％，含锌元素的化合物换算为氧化锌时，占前体纺丝溶液总质量的0.1％～0.4％，含钛元素的化合物换算为二氧化钛时，占前体纺丝溶液总质量的2％～8％；
优选地，所述步骤(1)具体包括：将体积浓度为1～5％的四异丙醇钛的乙酸溶液和等量的质量浓度为2～6％的聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液混合，将混合溶液进行超声处理，再加入占混合溶液总质量0.05％～0.8％的二水醋酸锌，以及占混合溶液总质量0.2％～0.8％的五水硝酸铋，继续超声处理，得到前体纺丝溶液。10.根据权利要求8或9所述的光触媒的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，煅烧过程以0.5～2℃/min的升温速率升温至600～700℃；优选地，所述升温速率为1℃/min，升温的目标温度为650℃。

技术总结
本发明属于光催化剂技术领域，公开了一种光触媒及光触媒的制备方法，所述光触媒包括复合纤维，所述复合纤维包括n型结晶半导体材料，所述n型结晶半导体材料包括氧化铋、二氧化钛和氧化锌，在复合纤维中形成异质结。本发明的光触媒中，包含至少具有三种n型结晶半导体材料的复合纤维，所述的n型结晶半导体材料氧化铋、二氧化钛和氧化锌在复合纤维中形成异质结，促进了电子和空穴的移动，从而缩小了带隙，提高了光触媒对可见光的响应能力，进而使得光触媒在可见光条件下的催化效率得到了提升。触媒在可见光条件下的催化效率得到了提升。触媒在可见光条件下的催化效率得到了提升。


技术研发人员：刘金坤 王宝清 高帅 李新新
受保护的技术使用者：山东安然纳米实业发展有限公司
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/3/10