本发明涉及光电催化技术领域，更具体地说是一种新型z型异质结结构光电催化材料的合成方法。
背景技术：
光催化降解是用于去除水源中有机物的一种可行方法。由于低成本、多功能、高效和反应条件温和等优势，光催化越来越多地应用到有机污染物的降解中。
研究人员也致力于设计和合成各种各样的高效光催化剂，将取之不尽的太阳能转化为光降解的驱动力。在各种异质结结构中，由于z型异质结系统保留了电子和空穴更强的还原性和氧化性，从而产生更多的活性物质。这些产生的活性物质（·o2-、·oh和h+）可以有效的降解有机物质。
甲基橙是分析化学中常用的一种指示剂。甲基橙也是一种偶氮染料，可用于印染纺织品。甲基橙等染料废水的排放会造成视觉污染，当水体颜色加深，很大程度上阻碍了阳光照射进入水体，进而影响水中动植物的生长。同时，有机染料在环境中自然分解还会消耗大量的氧气，水体缺氧会发臭，进一步造成水资源的污染。
技术实现要素：
本发明提供了通过一种新型z型异质结结构光电催化材料的合成方法，该方法可以在绝大多数实验室中轻易实现而不需要复杂繁琐的大型设备支持。具体制备方案如下：
（1）泡沫镍上原位生长nio纳米片：称取1.2488g四水合乙酸镍（c4h14nio8），3g尿素（ch4n2o）和0.74g的氟化铵（nh4f），溶解在100ml的去离子水中并磁力搅拌20min。量取17ml的上述溶液转移到50ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，高压釜中提前放置一片预清洗泡沫镍（nf），在130℃水热反应下反应5h。待高压釜自然冷却至室温，取出nf片，用去离子水冲洗，然后在80℃真空中烘干10h，得到ni(oh)2改性nf(ni(oh)2/nf)，再400℃煅烧3h得到nf/nio。
（2）电镀银：采用传统的三电极体系电化学沉积法，将步骤（1）中制备好的nf/nio片置于3ml银氨溶液，2mlh2o，1mlkno3混合的电解液中,在-0.2v下沉积1200s，最后用超纯水冲洗，得到nf/nio/au。
（3）巯基乙酸聚吡咯（ppy/maa）复合材料的合成：25℃下，将0.8ml的吡咯（py）单体注入到含有1.6ml巯基乙酸（maa）的60ml水溶液中。将上述混合溶液搅拌30min以确保溶解完全后再滴加20ml6.8g的过硫酸铵（aps）溶液作为氧化剂引发聚合反应。在聚合过程中，溶液由无色变为深灰色，表明形成了聚吡咯（ppy）。反应得到的混合液在室温下放置6h以完成聚合，得到的沉淀用超纯水洗涤，然后用丙酮洗涤多次（10次左右），最终得到的ppy/maa复合材料随后在60℃的真空下干燥。
（4）ppy/maa修饰基底材料：将得到的ppy/maa复合材料研磨至粉末状，并超声溶解形成2mg/ml的均相溶液。取1ml上述均相溶液均匀滴涂在步骤（2）中制备的nf/nio/au基底上，反复多次滴涂后在60℃下干燥，最终得到nf/nio/au/ppy/maa的z型异质结结构的光电材料。
（5）光电催化的应用：将nf/nio/au/ppy/maa电极浸没在60~80ml1g/l的甲基橙（mo）溶液中，悬浮液在黑暗中磁感应搅拌20~30min，以建立正常大气条件下染料和电极表面的吸收和解吸平衡。用氙灯来作为太阳光，用其照射使其进行光催化降解反应，然后每3~6min收集一次混合液。用紫外-可见分光计测定染料的残留浓度。
本发明的有益效果：
（1）本发明成本低廉、实验操作简单，反应条件容易控制；
（2）制备的nf-nio/ag/maa-ppy催化材料具有光谱吸收范围广、比表面积大、稳定性高等优点。
（3）z型异质结结构相比于传统的ⅱ型异质结结构更好的保留了光生电子空穴的氧化还原能力，因此催化活性高。
下面对本发明的详细实施例进行说明：一种新型z型异质结结构光电催化材料的合成方法。
实施例1
（1）泡沫镍上原位生长nio纳米片：称取1.2488g四水合乙酸镍（c4h14nio8），3g尿素（ch4n2o）和0.74g的氟化铵（nh4f），溶解在100ml的去离子水中并磁力搅拌20min。量取17ml的上述溶液转移到50ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，高压釜中提前放置一片预清洗泡沫镍（nf），在130℃水热反应下反应5h。待高压釜自然冷却至室温，取出nf片，用去离子水冲洗，然后在80℃真空中烘干10h，得到ni(oh)2改性ni(oh)2/nf，再400℃煅烧3h得到nf/nio。
（2）电镀银：采用传统的三电极体系电化学沉积法，将步骤（1）中制备好的nf/nio片置于3ml银氨溶液，2mlh2o，1mlkno3混合的电解液中,在-0.2v下沉积1200s，最后用超纯水冲洗，得到nf/nio/au。
（3）巯基乙酸聚吡咯（ppy/maa）复合材料的合成：25℃下，将0.8ml的吡咯（py）单体注入到含有1.6ml巯基乙酸（maa）的60ml水溶液中。将上述混合溶液搅拌30min以确保溶解完全后再滴加20ml6.8g的过硫酸铵（aps）溶液作为氧化剂引发聚合反应。在聚合过程中，溶液由无色变为深灰色，表明形成了聚吡咯（ppy）。反应得到的混合液在室温下放置6h以完成聚合，得到的沉淀用超纯水洗涤，然后用丙酮洗涤多次（10次左右），最终得到的ppy/maa复合材料随后在60℃的真空下干燥。
（4）ppy/maa修饰基底材料：将得到的ppy/maa复合材料研磨至粉末状，并超声溶解形成2mg/ml的均相溶液。取1ml上述均相溶液均匀滴涂在步骤（2）中制备的nf/nio/au基底上，反复多次滴涂后在60℃下干燥，最终得到nf/nio/au/ppy/maa的z型异质结结构的光电材料。
（5）光电催化的应用：将nf/nio/au/ppy/maa电极浸没在60~80ml1g/l甲基橙（mo）溶液中，悬浮液在黑暗中磁感应搅拌20~30min，以建立正常大气条件下染料和电极表面的吸收和解吸平衡。用氙灯来作为太阳光，用其照射使其进行光催化降解反应，然后每3~6min收集一次混合液。用紫外-可见分光计测定染料的残留浓度。
1.本发明提供了通过一种新型z型异质结结构光电催化材料的合成方法，具体制备方案如下：
（1）泡沫镍上原位生长nio纳米片：称取1.2488g四水合乙酸镍（c4h14nio8），3g尿素（ch4n2o）和0.74g的氟化铵（nh4f），溶解在100ml的去离子水中并磁力搅拌20min。量取17ml的上述溶液转移到50ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，高压釜中提前放置一片预清洗泡沫镍（nf），在130℃水热反应下反应5h。待高压釜自然冷却至室温，取出nf片，用去离子水冲洗，然后在80℃真空中烘干10h，得到ni(oh)2改性ni(oh)2/nf，再400℃煅烧3h得到nf/nio。
（2）电镀银：采用传统的三电极体系电化学沉积法，将步骤（1）中制备好的nf/nio片置于3ml银氨溶液，2mlh2o，1mlkno3混合的电解液中,在-0.2v下沉积1200s，最后用超纯水冲洗，得到nf/nio/au。
（3）巯基乙酸聚吡咯（ppy/maa）复合材料的合成：25℃下，将0.8ml的吡咯（py）单体注入到含有1.6ml巯基乙酸（maa）的60ml水溶液中。将上述混合溶液搅拌30min以确保溶解完全后再滴加20ml6.8g的过硫酸铵（aps）溶液作为氧化剂引发聚合反应。在聚合过程中，溶液由无色变为深灰色，表明形成了聚吡咯（ppy）。反应得到的混合液在室温下放置6h以完成聚合，得到的沉淀用超纯水洗涤，然后用丙酮洗涤多次（10次左右），最终得到的ppy/maa复合材料随后在60℃的真空下干燥。
（4）ppy/maa修饰基底材料：将得到的ppy/maa复合材料研磨至粉末状，并超声溶解形成2mg/ml的均相溶液。取1ml上述均相溶液均匀滴涂在步骤（2）中制备的nf/nio/au基底上，反复多次滴涂后在60℃下干燥，最终得到nf/nio/au/ppy/maa的z型异质结结构的光电材料。
（5）光电催化的应用：将nf/nio/au/ppy/maa电极浸没在60~80ml1g/l甲基橙（mo）溶液中，悬浮液在黑暗中磁感应搅拌20~30min，以建立正常大气条件下染料和电极表面的吸收和解吸平衡。用氙灯来作为太阳光，用其照射使其进行光催化降解反应，然后每3~6min收集一次混合液。用紫外-可见分光计测定染料的残留浓度。