本發(fā)明屬于半導體材料制備技術領域，利用水熱法和機械攪拌法兩步合成C₆₀與鈦酸鍶復合光催化劑，可用于可見光下降解四環(huán)素。

背景技術：

目前，隨著人類社會的不斷發(fā)展、經濟水平的不斷提高、科技水平的不斷進步的同時，當代資源和生態(tài)環(huán)境也日益突出，向人類提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。可持續(xù)發(fā)展已經成為現(xiàn)代社會必須選擇的道路，而其面臨的兩大挑戰(zhàn)是能源問題和環(huán)境問題，太陽能作為一種可再生能源，具有資源豐富、廉價、清潔、對環(huán)境無任何污染，是實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的基礎。而現(xiàn)階段，利用太陽能作為能源，使用光催化技術降解有機污染物和光催化分解水制氫成為了近幾年的研究熱點。我們知道，在太陽光譜中,紫外光僅占5％，而可見光的比例卻高達43％，因此，開發(fā)出可實際應用的可見光響應的半導體光催化劑是當前光催化研究領域的熱點問題。

最近，研究較多的鈣鈦礦型化合物有很多，SrTiO₃是其中之一，由于SrTiO₃具有化學結構穩(wěn)定、能與環(huán)境友好相處等眾多優(yōu)點，得到了科研人員越來越多的關注；SrTiO₃在特定條件下，可以實現(xiàn)光催化分解水制得氫氣和氧氣，因此證明其具有良好的電子-空穴對分離和傳輸特性。目前，SrTiO₃在光催化降解污染物方面的研究已經被大量報道；但是，SrTiO₃的帶隙寬度為3.2eV，如此寬的帶隙只能夠吸收紫外光。為了提高SrTiO₃對太陽能的利用率，近些年來發(fā)現(xiàn)，通過有機物的負載的方法可以有效的提高其光催化性能，由于它能夠有效地提高光生電子-空穴對的分離。另一方面，C₆₀分子點群為I_h，擁有五重對稱性，C₆₀分子中60個碳原子完全等價，由于球面彎曲效應和五元環(huán)的存在，使得碳原子的雜化方式在石墨晶體中SP²和金鋼石中SP³雜化之間。又由于C₆₀的高度對稱的共軛大π鍵體系和C原子的錐形排列方式，使得C₆₀發(fā)生了電子轉移，有效的抑制了光生載流子的復合。因此本次研究中，我們采用C₆₀負載在SrTiO₃光催化劑表面，拓展SrTiO₃光催化劑的響應范圍，使之有效實現(xiàn)可見光響應。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種可見光響應的C₆₀/SrTiO₃復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：稱取1.60mmol Sr(OH)₂·8H₂O和1.87mmol的TiO₂作為前驅液加入到17mL的去離子水中劇烈攪拌,隨后加入1.05g的KOH,攪拌直至KOH完全溶解。

步驟2：將上述溶液裝入到20mL的高溫反應釜中，150℃條件下反應72h.待反應完成后冷卻，得到的樣品用乙醇和去離子水反復洗滌數(shù)次，然后在80℃干燥箱內干燥得到所需的SrTiO₃粉末。

步驟3：將C₆₀加入甲苯溶液中，超聲后加入SrTiO₃粉末，再將混合溶液在室溫下攪拌均勻后將混合溶液烘干，得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

進一步地，C₆₀/SrTiO₃復合材料中，C₆₀與/SrTiO₃的質量比為0.006-0.03:1。

進一步地，C₆₀/SrTiO₃復合材料中，C₆₀與/SrTiO₃的質量比為0.018:1。

進一步地，超聲時間為30min。

進一步地，在室溫下攪拌的時間為24h。

進一步地，烘干指放入80℃的干燥箱里烘干5h。

本發(fā)明中C₆₀/SrTiO₃復合材料由X射線衍射(XRD)確定，如圖1，XRD中SrTiO₃的特征峰與標準卡片21-1272完全符合；隨著C₆₀投料量的不斷增加，并沒有異于銳鈦礦相的SrTiO₃的衍射峰的出現(xiàn)，然而各衍射峰的強度卻在逐漸降低，這也就表明C₆₀的引入雖然不會影響SrTiO₃結晶行為，卻在某種程度上影響了SrTiO₃晶格的有序性。該譜圖也可以表明C₆₀/SrTiO₃復合材料成功制備。

C₆₀/SrTiO₃復合材料的組成由透射電鏡(TEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)等方法對形貌及化學組成等性質進行了表征。如圖2，通過圖2D我們可以明顯的觀察到C₆₀的晶格條紋，進一步證明了得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

本發(fā)明的另一個目的：一、提供制備得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料的試驗方法；二、將C₆₀/SrTiO₃作為光催化材料用于可見光下光催化降解有機染料污水。

有益效果

利用簡單快速的合成法所制備的C₆₀/SrTiO₃復合材料，在可見光下降解四環(huán)素顯示出優(yōu)異的光催化活性；本發(fā)明工藝非常簡單，價廉易得，成本低廉，反應時間較短，從而減少了能耗和反應成本，便于批量生產，無毒無害，符合環(huán)境友好要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1-5所制備樣品的X-射線衍射圖(XRD)，XRD中SrTiO₃的特征峰與標準卡片21-1272完全符合；隨著C₆₀投料量的不斷增加，并沒有異于銳鈦礦相的SrTiO₃的衍射峰的出現(xiàn)，然而各衍射峰的強度卻在逐漸降低，這也就表明C₆₀的引入雖然不會影響SrTiO₃結晶行為，卻在某種程度上影響了SrTiO₃晶格的有序性。該譜圖也可以表明C₆₀/SrTiO₃復合材料成功制備。

圖2為C₆₀/SrTiO₃復合材料的組成由透射電鏡(TEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)。如圖2，通過圖2D我們可以明顯的觀察到C₆₀的晶格條紋，進一步證明了得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

圖3為本發(fā)明實施例1-5所制備樣品在可見光條件下光催化降解四環(huán)素的效果圖。圖中可以看出純SrTiO₃在可見光下幾乎不能夠降解四環(huán)素，而C₆₀/SrTiO₃復合材料降解率則很高。說明了合成的C₆₀/SrTiO₃復合材料能夠顯著提升光催化性能，并能很好的應用于四環(huán)素污水的降解。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明，以使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例1

步驟1：稱取1.60mmol Sr(OH)₂·8H₂O和1.87mmol的TiO₂作為前驅液加入到17mL的去離子水中劇烈攪拌,隨后加入1.05g的KOH,攪拌直至KOH完全溶解。

步驟2：將上述溶液裝入到20mL的高溫反應釜中，150℃條件下反應72h.待反應完成后冷卻，得到的樣品用乙醇和去離子水反復洗滌數(shù)次，然后在80℃干燥箱內干燥得到所需的樣品A。

步驟3：將0.006gC₆₀加入30mL甲苯溶液中，超聲30min后加入1g SrTiO₃粉末，再將混合溶液在室溫下攪拌24h，最后將此溶液放入80℃的干燥箱里烘干5h，得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

實施例2

步驟1：稱取1.60mmol Sr(OH)₂·8H₂O和1.87mmol的TiO₂作為前驅液加入到17mL的去離子水中劇烈攪拌,隨后加入1.05g的KOH,攪拌直至KOH完全溶解。

步驟2：將上述溶液裝入到20mL的高溫反應釜中，150℃條件下反應72h.待反應完成后冷卻，得到的樣品用乙醇和去離子水反復洗滌數(shù)次，然后在80℃干燥箱內干燥得到所需的樣品A。

步驟3：將0.012gC₆₀加入30mL甲苯溶液中，超聲30min后加入1g SrTiO₃粉末，再將混合溶液在室溫下攪拌24h。最后將此溶液放入80℃的干燥箱里烘干5h，得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

實施例3

步驟1：稱取1.60mmol Sr(OH)₂·8H₂O和1.87mmol的TiO₂作為前驅液加入到17mL的去離子水中劇烈攪拌,隨后加入1.05g的KOH,攪拌直至KOH完全溶解。

步驟2：將上述溶液裝入到20mL的高溫反應釜中，150℃條件下反應72h.待反應完成后冷卻，得到的樣品用乙醇和去離子水反復洗滌數(shù)次，然后在80℃干燥箱內干燥得到所需的樣品A。

步驟3：將0.018g C₆₀加入30mL甲苯溶液中，超聲30min后加入1g SrTiO₃粉末，再將混合溶液在室溫下攪拌24h。最后將此溶液放入80℃的干燥箱里烘干5h，得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

實施例4

步驟1：稱取1.60mmol Sr(OH)₂·8H₂O和1.87mmol的TiO₂作為前驅液加入到17mL的去離子水中劇烈攪拌,隨后加入1.05g的KOH,攪拌直至KOH完全溶解。

步驟2：將上述溶液裝入到20mL的高溫反應釜中，150℃條件下反應72h.待反應完成后冷卻，得到的樣品用乙醇和去離子水反復洗滌數(shù)次，然后在80℃干燥箱內干燥得到所需的樣品A。

步驟3：將0.024gC₆₀加入30mL甲苯溶液中，超聲30min后加入1g SrTiO₃粉末，再將混合溶液在室溫下攪拌24h。最后將此溶液放入80℃的干燥箱里烘干5h，得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

實施例5

步驟1：稱取1.60mmol Sr(OH)₂·8H₂O和1.87mmol的TiO₂作為前驅液加入到17mL的去離子水中劇烈攪拌,隨后加入1.05g的KOH,攪拌直至KOH完全溶解。

步驟2：將上述溶液裝入到20mL的高溫反應釜中，150℃條件下反應72h.待反應完成后冷卻，得到的樣品用乙醇和去離子水反復洗滌數(shù)次，然后在80℃干燥箱內干燥得到所需的樣品A。

步驟3：0.030C₆₀加入30mL甲苯溶液中，超聲30min后加入1g SrTiO₃粉末，再將混合溶液在室溫下攪拌24h。最后將此溶液放入80℃的干燥箱里烘干5h，得到黃色粉末為C₆₀/SrTiO₃復合材料。

此外，在不同比例下，我們發(fā)現(xiàn)用1.8％C₆₀/SrTiO₃復合光催化劑在50min光照下展現(xiàn)出最佳的催化性能，說明了所制備的C₆₀/SrTiO₃復合光催化劑能夠應用于四環(huán)素污水的治理。