本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及一种ag/zno纳米棒自组装体的制备方法，具体地说，是涉及一种由ag/zno纳米棒自组装成的多级结构复合光催化材料的制备方法。
背景技术
纳米氧化锌(zno)是一种非常重要的宽禁带直接带隙半导体光催化材料，具有绿色、环保、无毒、低成本等优点，从而使其在污水处理、环境净化、太阳能电池和光催化杀菌等领域得到广泛应用。但纳米zno光催化材料也存在一些不足，如光谱响应范围窄、带隙较宽、电子－空穴对易复合，量子效率低等缺点，导致光催化效率不高，从而限制了其应用。贵金属修饰是提高光催化效率的有效手段之一。另外，纳米zno粒子在水溶液中实际应用时，还存在难以分离回收易于团聚失活等缺点。将一维棒状的纳米ag/zno组装成大尺寸的多级结构，使之既具有微米粉体易于操作的特点，又能保持ag/zno纳米结构在多级结构组装体中的高活性，是提高zno纳米光催化材料实用性的有效手段之一。
目前已公开的制备ag/zno多级结构的方法主要有水热法、溶剂热法、静电纺丝法、光还原沉积法、浸渍光分解法等。中国发明专利cn201310009237.1公开了一种以葡萄糖为模板剂，采用水热法经煅烧得到ag/zno中空微球光催化剂的制备方法。然而，目前制备多级结构ag/zno复合材料的方法，要么负载ag的步骤复杂，要么难以大批量连续化生产，要么制备过程中产生的废液难以处理，生产成本高，且形貌难以控制。
技术实现要素：
本发明针对现有制备ag/zno纳米棒复合组装体过程复杂，生产成本高，形貌难以控制，特别是制备工艺复杂，难以大规模工业生产的问题，提出了一种由喷雾干燥法制备ag/zno纳米棒自组装体前驱体再焙烧的方法。该方法工艺简单，反应条件较温和，可实现大批量连续化生产。本发明采用以下技术方案予以实现：
一种ag/zno纳米棒自组装体的制备方法，其特征在于，以乙酸锌和硝酸银水溶液为原料，采用喷雾干燥再焙烧工艺，实现zno纳米棒的制备、ag的负载与多级结构自组装的一步完成，得到ag/zno纳米棒自组装体，制备方法包括下述步骤：
(1)称取10-60g乙酸锌溶于900ml水，0.01-0.1g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在180-240℃的进口温度下进行喷雾，得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以1-10℃/min的升温速率升温300-500℃，保温0.5-4h，得到ag/zno纳米棒组装体。
本发明的优点在于：所用前驱物为廉价的乙酸锌，采用喷雾干燥再焙烧得方法，制备工艺简单、成本低，可实现大量连续化生产；该方法实现了zno纳米棒的制备、ag的负载与多级结构自组装的一步完成，所制备出的ag/zno纳米棒组装体是由载ag纳米棒自组装而成的多级结构微球，光催化性能高，水溶液中使用易于分离回收。
附图说明
图1实施例一所制备的ag/zno纳米棒自组装体样品的xrd谱图。
图2实施例一所制备的ag/zno纳米棒自组装体样品的sem照片。
图3实施例一所制备的ag/zno和对比例一所制备的zno样品光催化分解水制氢的产氢量图。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例对本发明作进一步详细说明：
实施例一：
(1)称取30g乙酸锌溶于900ml水，0.03g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在200℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以2℃/min的升温速率升温350℃，保温0.5h，得到ag/zno纳米棒组装体。
实施例二：
(1)称取30g乙酸锌溶于900ml水，0.06g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在200℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以2℃/min的升温速率升温350℃，保温0.5h，得到ag/zno纳米棒组装体。
实施例三：
(1)称取30g乙酸锌溶于900ml水，0.01g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在200℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以10℃/min的升温速率升温350℃，保温0.5h，得到ag/zno纳米棒组装体。
实施例四：
(1)称取30g乙酸锌溶于900ml水，0.01g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在200℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以10℃/min的升温速率升温450℃，保温2h，得到ag/zno纳米棒组装体。
实施例五：
(1)称取30g乙酸锌溶于900ml水，0.02g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在220℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以5℃/min的升温速率升温350℃，保温4h，得到ag/zno纳米棒组装体。
实施例六：
(1)称取60g乙酸锌溶于900ml水，0.06g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在200℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以10℃/min的升温速率升温350℃，保温2h，得到ag/zno纳米棒组装体。
实施例七：
(1)称取10g乙酸锌溶于900ml水，0.01g硝酸银溶于100ml水，然后将乙酸锌溶液和硝酸银溶液混合配成料液；
(2)采用喷雾干燥法，在180℃的进口温度下进行喷雾。得到ag/zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以5℃/min的升温速率升温300℃，保温2h，得到ag/zno纳米棒组装体。
对比例一：
(1)称取30g乙酸锌溶于1000ml水；
(2)采用喷雾干燥法，在180℃的进口温度下进行喷雾。得到zno纳米棒组装体的前驱体；
(3)将步骤(2)得到的产物以2℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到zno纳米颗粒。
图1为利用本发明实施例一所述方法制备的ag/zno纳米棒自组装体光催化材料的xrd谱图。由图可以看出，图中的主要衍射峰都可以根据zno的标准衍射谱图(jcpdsno.36-1451)进行指标化，各衍射峰分别对应于zno的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)和(112)晶面，宽化的衍射峰是由zno样品的纳米尺寸引起的。此外，在衍射角38.1°和44.2°处检测到的弱衍射峰可以根据ag的标准衍射谱图(jcpdsno.4-783)指标化为单质ag的(111)和(200)晶面，表明产物中含有少量的单质ag。
图2为利用本发明实施例一所述方法制备的ag/zno纳米棒自组装体样品的sem照片。从照片可以看出，得到的ag/zno样品是由纳米棒自组装而成的微球。这种聚集状态的ag/zno微球在水中易于分散和回收，zno纳米棒又能充分显露，表现高活性。实验发现，对比例一得到的是无规的zno纳米颗粒，可以推断ag+离子的引入，在喷雾条件下可以诱导zno纳米棒的生长。
图3是利用本发明实施例一所述方法制备的ag/zno纳米棒自组装体光催化材料与对比例一所制备zno纳米颗粒的光催化分解水制氢的产氢速率图。从图3可以看出，本发明制备的ag/zno纳米棒组装体光催化材料用于光催化分解水制氢产率可以高达1.07mmol.g-1h-1，而对比例一中纯zno纳米颗粒光催化分解水制氢产率为0.47mmol.g-1h-1，说明本发明制备的ag/zno纳米棒自组装体光催化材料光催化制氢效率大大提高。
将本发明制备的ag/zno纳米棒自组装体光催化材料用于水溶液中有机染料的光催化降解，对大部分常见有机染料也表现出很好的光催化降解效果，可用于有机废水的光催化处理。
将本发明制备的ag/zno纳米棒自组装体光催化材料用于涂料的光催化抗菌材料，也表现出很好的光催化抗菌效果，可用于新型涂料的开发应用。
上述实施例是本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，未背离本发明的原理与工艺过程下所作的其它任何改变、替代、简化等，均为等效的置换，都应包含在本发明的保护范围之内。