NiO-ZnO球链状纳米材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及纳米材料领域，具体而言，涉及一种nio-zno球链状纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术：

nio是一种典型的p型半导体，具有良好的热敏和气敏等特性，是一种很有前途的功能材料，被广泛应用于冶金、化学和电子等行业。纳米氧化镍粒径的超细化，其表面结构和晶体结构发生了改变，导致产生了表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，从而表现出优异的催化性能和电学性能。

zno是典型的第三代半导体材料，兼具3.37ev的禁带宽度和60mev的激子束缚能，属于ii-vi族半导体；其能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。其中，氧化锌是气敏材料中重要的一类，可以对环境中有毒、有害的污染气体进行监测。但是，氧化锌气敏材料的灵敏度低、工作温度高、选择性差等诸多问题也是迫切需要解决的问题。

一维纳米材料是指在两个维度上为纳米尺度的材料，一维纳米材料是研究电子传输行为、光学特性和力学机械性能等物理性质的尺寸和纬度效应的理想系统。与零维和二维纳米材料相比，一维纳米材料在发展功能器件方面具有独特的优势，它既可实现纳米尺度的连接与信息传输，又可体现自身的量子特征，在构筑纳米电子和光电子器件等功能性元件中充当重要的角色。

目前，关于一维纳米材料的制备已有大量的相关研究，但绝大多数是普通的线状纳米结构，关于球链状纳米结构的合成与制备鲜有报道，利用nio、zno两种不同半导体材料构成p-n异质结的球链状纳米结构材料更是未有报道。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种nio-zno球链状纳米材料，该材料具有p-n异质结结构，呈球链状，该材料具有nio半导体和zno半导体所不能达到的优良的光催化特性、光电特性、压敏特性和气敏特性等。

本发明的第二目的在于提供一种nio-zno球链状纳米材料的制备方法，该方法工艺简单、高效，采用该方法制备得到的纳米材料结构清晰，大小均匀，呈现出明显的球链状。

本发明的第三目的在于提供一种nio-zno球链状纳米材料的应用。

本发明的第四目的在于提供一种包括nio-zno球链状纳米材料的光催化剂、光电探测器或气体探测器。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种nio-zno球链状纳米材料，所述纳米材料主要由nio-zno球状颗粒顺次连接而成；所述nio-zno球状颗粒为以ni-zn为核，以nio-zno为壳的核壳结构的颗粒。

作为进一步优选的技术方案，所述nio-zno球状颗粒的直径为300-500nm，优选为350-450nm；

优选的，所述纳米材料的长度为20-40μm，优选为25-35μm。

第二方面，本发明提供了一种上述nio-zno球链状纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

将镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、以及碱金属氢氧化物的醇溶液混合均匀后再与还原剂混合，然后将混合后的溶液置于平行磁场中，加热反应结束后进行固液分离，分离后的固体产物经洗涤、干燥和氧化处理后得到所述纳米材料。

作为进一步优选的技术方案，镍源包括氯化镍、硫酸镍或硝酸镍中的至少一种；

优选的，镍源的浓度为0.05-0.15mol/l；

优选的，锌源包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌或乙酸锌中的至少一种；

优选的，锌源的浓度为0.02-0.05mol/l；

优选的，碱金属氢氧化物包括氢氧化钾和/或氢氧化钠；

优选的，碱金属氢氧化物的浓度为1-1.5mol/l；

优选的，醇溶液包括多元醇溶液；

优选的，多元醇溶液包括c2-c4的多元醇溶液；

优选的，多元醇溶液包括乙二醇溶液；

优选的，还原剂包括硼氢化物、氢化铝锂、水合肼或氢气中的至少一种；

优选的，还原剂为水合肼；

优选的，水合肼的浓度为80％-90％；

优选的，镍源、锌源、碱金属氢氧化物和还原剂的摩尔比为(0.4-0.6)：(0.2-0.3)：(25-35)：(160-180)。

作为进一步优选的技术方案，镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、或碱金属氢氧化物的醇溶液各自独立地采用以下步骤制备得到：将镍源、锌源、或碱金属氢氧化物各自独立地溶于醇溶液中，然后进行超声和搅拌；

优选的，搅拌时间为20-40min；

优选的，镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、以及碱金属氢氧化物的醇溶液的混合方式包括：将碱金属氢氧化物的醇溶液加入到镍源的醇溶液和锌源的醇溶液中并搅拌均匀；

优选的，镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、以及碱金属氢氧化物的醇溶液的混合溶液与还原剂的混合方式包括：将还原剂逐滴加入到混合溶液中，边加边搅拌，搅拌至溶液不再变色为止。

作为进一步优选的技术方案，所述平行磁场的磁感应强度为0.35-0.45t。

作为进一步优选的技术方案，所述加热反应为水浴加热至85-95℃，保温15-25min；

优选的，固液分离的方式包括离心；

优选的，离心时的转速为4000-6000rpm，离心时间为230-250s；

优选的，洗涤的方式包括：依次采用丙酮、乙醇和蒸馏水洗涤，洗涤次数为4-6次；

优选的，干燥温度为70-90℃，干燥时间为105-115min。

作为进一步优选的技术方案，氧化处理的方式包括：将干燥后的固体产物于290-310℃中保温1-3h。

第三方面，本发明提供了一种上述nio-zno球链状纳米材料在光催化、光电探测或气体探测中的应用。

第四方面，本发明提供了一种包括上述nio-zno球链状纳米材料的光催化剂、光电探测器或气体探测器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的nio-zno球链状纳米材料具有p-n异质结结构，该纳米材料综合了nio和zno各自的优势，具有nio半导体和zno半导体所不能达到的优良的光催化特性、光电特性、压敏特性和气敏特性等。

本发明提供的nio-zno球链状纳米材料的制备方法工艺简单、高效，采用该方法制备得到的纳米材料结构清晰，大小均匀，呈现出明显的球链状。

将上述纳米材料应用于光催化、光电探测或气体探测中，能够显著提高光催化效率、光电探测和气体探测效率和精准度。

包括上述纳米材料的光催化剂、光电探测器或气体探测器具有良好的光催化效果、光电探测效果和气体探测效果。

附图说明

图1为实施例1中纳米材料放大5000倍的sem图；

图2为实施例1中纳米材料放大10000倍的sem图；

图3为实施例1中纳米材料的eds图；

图4为光催化试验结果图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

需要说明的是：

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。

本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“300-500”表示本文中已经全部列出了“300-500”之间的全部实数，“300-500”只是这些数值组合的缩略表示。

本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。

本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以不按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。

除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。

第一方面，在至少一个实施例中提供了一种nio-zno球链状纳米材料，所述纳米材料主要由nio-zno球状颗粒顺次连接而成；所述nio-zno球状颗粒为以ni-zn为核，以nio-zno为壳的核壳结构的颗粒。

上述纳米材料具有p-n异质结结构，该纳米材料综合了nio和zno各自的优势，具有nio半导体和zno半导体所不能达到的优良的光催化特性、光电特性、压敏特性和气敏特性等。

在一种优选的实施方式中，所述nio-zno球状颗粒的直径为300-500nm，优选为350-450nm。上述直径典型但非限制性的为300nm、320nm、340nm、360nm、380nm、400nm、420nm、440nm、460nm、480nm或500nm。上述粒径范围内的球状颗粒不仅能够减小光生载流子复合几率，提高材料的光催化活性，还能避免材料对可见光响应能力的减弱，同时减少团聚现象，此外，还能保证材料的压敏性能和气敏性能，提高材料的电导率。

应当理解的是，上述nio-zno球状颗粒的直径也就是nio-zno球链状纳米材料的直径。

在一种优选的实施方式中，所述纳米材料的长度为20-40μm，优选为25-35μm。上述长度典型但非限制性的为20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm、32μm、34μm、36μm、38μm或40μm。当纳米材料的长度在上述范围内时，材料具有较好的连通性，材料的光吸收性较好，材料表面对光生载流子的俘获能力较好，因而材料的光催化性能和光电性能较好。

第二方面，在至少一个实施例中提供了一种上述nio-zno球链状纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

将镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、以及碱金属氢氧化物的醇溶液混合均匀后再与还原剂混合，然后将混合后的溶液置于平行磁场中，加热反应结束后进行固液分离，分离后的固体产物经洗涤、干燥和氧化处理后得到所述纳米材料。

上述“平行磁场”是指磁力线是平行直线的磁场，可采用以下方法实现：将两块方形磁铁相对而放，一方磁铁的n极正对另一方磁铁的s极。

上述方法工艺简单、高效，采用该方法制备得到的纳米材料结构清晰，大小均匀，呈现出明显的球链状。上述方法的具体反应机理为：镍源、锌源和碱金属氢氧化物首先反应形成氢氧化镍和氢氧化锌，然后再与还原剂在外加的平行磁场中加热发生还原反应，生成镍和锌，镍晶核在长大的同时，在外加磁场的作用下相连成球链结构，该球链结构的镍和锌经过氧化处理后其表面形成氧化镍和氧化锌，最终得到所述纳米材料。其中，醇不仅能够作为溶剂用于溶解镍源、锌源和碱金属氢氧化物，还能减缓反应速度，便于均匀稳定的形成所需的纳米材料。

需要说明的是：

上述“镍源”是指能够溶解于醇中的含镍元素的盐，醇是指脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。

上述“锌源”是指能够溶解于醇中的含锌元素的盐，醇是指脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。

上述“碱金属氢氧化物”是指碱金属的氢氧化物，碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯、钫。

在一种优选的实施方式中，镍源包括氯化镍、硫酸镍或硝酸镍中的至少一种；

优选的，镍源的浓度为0.05-0.15mol/l。上述浓度是指镍源在醇溶液中的摩尔浓度。上述浓度典型但非限制性的为0.05mol/l、0.06mol/l、0.07mol/l、0.08mol/l、0.09mol/l、0.1mol/l、0.11mol/l、0.12mol/l、0.13mol/l、0.14mol/l或0.15mol/l。

在一种优选的实施方式中，锌源包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌或乙酸锌中的至少一种；

优选的，锌源的浓度为0.02-0.05mol/l。上述浓度是指锌源在醇溶液中的摩尔浓度。上述浓度典型但非限制性的为0.02mol/l、0.025mol/l、0.03mol/l、0.035mol/l、0.04mol/l、0.045mol/l或0.05mol/l。

在一种优选的实施方式中，碱金属氢氧化物包括氢氧化钾和/或氢氧化钠；

优选的，碱金属氢氧化物的浓度为1-1.5mol/l。上述浓度是指碱金属氢氧化物在醇溶液中的摩尔浓度。上述浓度典型但非限制性的为1mol/l、1.1mol/l、1.2mol/l、1.3mol/l、1.4mol/l或1.5mol/l。

在一种优选的实施方式中，醇溶液包括多元醇溶液。

优选的，多元醇溶液包括c2-c4的多元醇溶液。上述“c2-c4的多元醇”是指碳原子数为2、3或4个的多元醇，包括但不限于乙二醇、1，2-丙二醇，1，3-丙二醇，丙三醇，1，2-丁二醇，1，3-丁二醇，2，3-丁二醇，或1，2，4-丁三醇等。

优选的，多元醇溶液包括乙二醇溶液。

在一种优选的实施方式中，还原剂包括硼氢化物、氢化铝锂、水合肼或氢气中的至少一种。上述还原剂的还原性较强，反应速率较快，形成的纳米颗粒多为球形或近似球形，且尺寸较小。

优选的，还原剂为水合肼。采用水合肼作为还原剂制备得到的纳米材料的粒径较小、形状大小可控，分散性好、分布均匀。

优选的，水合肼的浓度为80％-90％。上述浓度为质量浓度。上述浓度典型但非限制性的为80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％或90％。

可选的，硼氢化物包括硼氢化钠、硼氢化钾或硼氢化四丁基铵中的至少一种。

优选的，镍源、锌源、碱金属氢氧化物和还原剂的摩尔比为(0.4-0.6)：(0.2-0.3)：(25-35)：(160-180)。上述摩尔比典型但非限制性的为0.4：0.2：25：160、0.4：0.25：25：160、0.4：0.3：25：160、0.5：0.2：25：160、0.6：0.2：25：160、0.4：0.2：30：160、0.4：0.2：35：160、0.4：0.2：25：170、0.4：0.2：25：180、0.5：0.25：25：160、0.5：0.214：30：170、0.5：0.25：30：160、0.5：0.25：30：170或0.5：0.25：30：180等。当镍源、锌源、碱金属氢氧化物和还原剂的摩尔比在上述范围内时，有效保证了混合溶液ph和还原剂的量，从而将镍离子和锌离子充分还原，提高产率。

在一种优选的实施方式中，镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、或碱金属氢氧化物的醇溶液各自独立地采用以下步骤制备得到：将镍源、锌源、或碱金属氢氧化物各自独立地溶于醇溶液中，然后进行超声和搅拌。超声和搅拌能够使固体的镍源、锌源、或碱金属氢氧化物更容易溶解于醇中，并分散均匀。

优选的，搅拌时间为20-40min。上述搅拌时间典型但非限制性的为20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min、34min、36min、38min或40min。

在一种优选的实施方式中，镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、以及碱金属氢氧化物的醇溶液的混合方式包括：将碱金属氢氧化物的醇溶液加入到镍源的醇溶液和锌源的醇溶液中并搅拌均匀。

在一种优选的实施方式中，镍源的醇溶液、锌源的醇溶液、以及碱金属氢氧化物的醇溶液的混合溶液与还原剂的混合方式包括：将还原剂逐滴加入到混合溶液中，边加边搅拌，搅拌至溶液不再变色为止。

上述混合方式能够使镍、锌充分分散均匀，滴加法使得反应始终保持匀速、低速，有助于反应的充分进行。

在一种优选的实施方式中，所述平行磁场的磁感应强度为0.35-0.45t。上述磁感应强度典型但非限制性的为0.35t、0.36t、0.37t、0.38t、0.39t、0.4t、0.41t、0.41t、0.43t、0.44t或0.45t。上述磁感应强度大小适中，能够使得镍晶核顺次连接成链状，且长度适中，球链状结构的纳米材料大小较为均匀且整齐。如果磁感应强度过低，则镍晶核在溶液中被磁场诱导并排布需要更多的时间，在这段时间内镍晶核不断被包覆从而生长得更大，因而不易成链状，或链状的长度较小，从而影响材料的形貌；如果磁感应强度过高，则得到的纳米材料的直径过小，长度过长。

在一种优选的实施方式中，所述加热反应为水浴加热至85-95℃，保温15-25min。水浴加热能够使溶液受热更为均匀，且容易控制反应温度。反应的温度典型但非限制性的为85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃；保温时间典型但非限制性的为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min或25min。

在一种优选的实施方式中，固液分离的方式包括离心。

优选的，离心时的转速为4000-6000rpm，离心时间为230-250s。上述转速典型但非限制性的为4000rpm、4200rpm、4400rpm、4600rpm、4800rpm、5000rpm、5200rpm、5400rpm、5600rpm、5800rpm或6000rpm；上述离心时间典型但非限制性的为230s、232s、234s、236s、238s、240s、242s、244s、246s、248s或250s。在上述转速和时间范围内，能够将溶液中的镍和锌完全分离出来，分离效率高，分离效果好。

优选的，洗涤的方式包括：依次采用丙酮、乙醇和蒸馏水洗涤，洗涤次数为4-6次。经过上述方式的洗涤后，能够将固体产物表面附着的杂质离子等洗涤干净，提高产物的纯净度。

优选的，干燥温度为70-90℃，干燥时间为105-115min。上述干燥温度典型但非限制性的为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃；上述干燥时间典型但非限制性的为105min、106min、107min、108min、109min、110min、111min、112min、113min、114min或115min。

在一种优选的实施方式中，氧化处理的方式包括：将干燥后的固体产物于290-310℃中保温1-3h。上述温度典型但非限制性的为290℃、292℃、294℃、296℃、298℃、300℃、302℃、304℃、306℃、308℃或310℃；保温的时间典型但非限制性的为1h、1.5h、2h、2.5h或3h。

可选的，干燥后的固体产物在管式炉中进行氧化处理。

第三方面，本发明提供了一种上述nio-zno球链状纳米材料在光催化、光电探测或气体探测中的应用。将上述纳米材料应用于光催化、光电探测或气体探测中，能够显著提高光催化效率、光电探测和气体探测效率和精准度。

应当理解的是，光催化是指将太阳能转变为化学能的技术。光电探测是根据被探测对象辐射或反射的光波的特征来探测和识别对象的技术。气体探测是指利用物质在生化反应或化学反应中放出或吸收气体的性质，通过测量气体量的变化而对物质进行定性定量分析的技术。

第四方面，本发明提供了一种包括上述nio-zno球链状纳米材料的光催化剂、光电探测器或气体探测器。包括上述纳米材料的光催化剂、光电探测器或气体探测器具有良好的光催化效果、光电探测效果和气体探测效果。

下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

一种nio-zno球链状纳米材料，所述纳米材料主要由nio-zno球状颗粒顺次连接而成；所述nio-zno球状颗粒为以ni-zn为核，以nio-zno为壳的核壳结构的颗粒。

上述纳米材料采用以下方法制备：

(a)称取0.119g六水合氯化镍(nicl2·6h2o)和0.0292g氯化锌(zncl2)溶解于5ml乙二醇(eg)中，得到溶液①；

其中，镍源的浓度为0.1mol/l，锌源的浓度为0.0428mol/l；

(b)称取1.2g氢氧化钠(naoh)溶解于25ml的乙二醇(eg)中，得到溶液②；

其中，氢氧化钠的浓度为1.2mol/l；

(c)将溶液①和溶液②分别进行超声处理，并搅拌30min至完全溶解；

(d)待溶液完全溶解后，将溶液②缓慢倒入溶液①，混合并搅拌混匀，得到混合溶液③；

(e)将10ml水合肼(浓度为85％，作为还原剂)逐滴加入混合溶液③，边加边搅拌，搅拌至深蓝色不变色，得到混合溶液④；

(f)将混合溶液④置于0.4t的外加平行磁场中，并水浴加热至90℃，反应并保温20min；

(g)反应结束后，以5000rpm转速离心240s后，得到离心产物；

(h)将离心产物依次用丙酮、乙醇和蒸馏水洗涤5次，在然后80℃干燥110min，得到镍-锌球链状纳米结构材料；

(i)将镍-锌纳米线置于管式炉内，温度设为300℃，持续2h，得到核壳nio-zno球链状纳米结构材料。

如图1和图2所示为实施例1中的纳米材料的sem图，从图中可以看出，该纳米材料为球链状，大小均匀，直径为400nm左右，长度为30μm左右，长径比较大，结构清晰，且分散较为均匀，较少出现团聚现象。

如图3所示为实施例1中的纳米材料的eds图，从图中可以看出，该纳米材料中含有镍元素、锌元素和氧元素，说明成功合成了nio-zno纳米材料，另外由于在进行eds测试时，纳米材料是放在co样品台上的，因而图中出现了co元素的峰。

实施例2

一种nio-zno球链状纳米材料，与实施例1不同的是，本实施例纳米材料的制备方法步骤(a)中：镍源的浓度为0.15mol/l，锌源的浓度为0.02mol/l，镍源为硫酸镍，锌源为硫酸锌。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈球链状，直径为500nm左右，长度为30μm左右。

实施例3

一种nio-zno球链状纳米材料，与实施例1不同的是，本实施例纳米材料的制备方法步骤(b)中：氢氧化钠的浓度为1.5mol/l。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈球链状，直径为410nm左右，长度为30μm左右。

实施例4

一种nio-zno球链状纳米材料，与实施例1不同的是，本实施例纳米材料的制备方法步骤(e)中：还原剂为硼氢化钠。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈球链状，直径为450nm左右，长度为30μm左右。

实施例5

一种nio-zno球链状纳米材料，与实施例1不同的是，本实施例纳米材料的制备方法步骤(f)中：磁场的磁感应强度为0.45t，水浴加热的温度为85℃，保温时间为25min。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈球链状，直径为400nm左右，长度为40μm左右。

实施例6

一种nio-zno球链状纳米材料，与实施例1不同的是，本实施例纳米材料的制备方法步骤(i)中：温度为310℃，持续时间为1h。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈球链状，直径为390nm左右，长度为30μm左右。

对比例1

一种纳米材料，与实施例1不同的是，本对比例步骤(f)中，不将混合溶液④置于0.4t的平行磁场中，直接进行水浴加热并保温。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈球状，直径为510nm左右。

对比例2

一种纳米材料，与实施例1不同的是，本对比例步骤(a)和(b)中，将乙二醇替换为水。其余均与实施例1相同。

经sem观察发现，该纳米材料呈短棒状，直径为1.1μm左右，长度为10μm左右。

光催化试验

取两个反应容器，两个反应容器中均加入20ml的罗丹明b(罗丹明b又称玫瑰红b、或碱性玫瑰精，俗称花粉红，是一种具有鲜桃红色的人工合成的染料，化学式为c28h31cln2o3)溶液(5mg/l)，其中一个反应容器中还加入3mg实施例1中的球链状纳米材料，另一个反应容器中不加催化剂(作为空白对照)，使用氙灯作为光源，进行光催化反应。根据反应前后吸光度的比值来衡量光催化效果，定义纵坐标为ct/c0，其中c0和ct分别为反应前和反应后溶液的吸光度，横坐标为照射时间。

如图4所示，在未加催化剂的情况下，光照3h后，罗丹明b仅降解了不到4％，而加入实施例1的纳米材料作为光催化剂，光照3h后，罗丹明b已经降解了约53％，显然该纳米材料作为光催化剂可以大大提高罗丹明b溶液的降解速度，催化效果较好。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。