1.一種光催化材料,其特征在于,由空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維和Rh2-yCryO3復(fù)合制成,其中,0<x<1,0<y<2,所述的Rh2-yCryO3占所述的光催化材料的質(zhì)量百分比為1-5wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化材料,其特征在于,所述的空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維為固溶體結(jié)構(gòu),空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維的外徑分布在100~300nm之間,管壁厚度為20~50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光催化材料,其特征在于,所述的空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維中,GaN和ZnO的摩爾比為1:4~1:2。
4.一種權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的光催化材料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)通過(guò)靜電紡絲法制備空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維,其中,0<x<1;
(2)將空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維加入到去離子水中,同時(shí)加入RhCl3和Cr(NO3)3·9H2O,將此溶液放在燒杯中于70℃水浴蒸發(fā),同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌至形成結(jié)晶,然后將結(jié)晶粉末在空氣氣氛下于350℃條件下煅燒1h獲得最終的光催化材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光催化材料的制備方法,其特征在于,制備空心(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維的方法包括以下步驟:
1)配置靜電紡絲液
以鎵鹽和鋅鹽為溶質(zhì),加入到去離子水中,制備得到Ga-Zn混合溶液;
以聚乙烯類聚合物為溶質(zhì),加入到溶劑中,制備得到聚乙烯類聚合物溶液;
將上述的Ga-Zn混合溶液和聚乙烯類聚合物溶液混合后攪拌8~14h,制得靜電紡絲液;
2)靜電紡絲
將步驟1)制得的靜電紡絲液加入到靜電紡絲機(jī)中,進(jìn)行靜電紡絲,獲得鎵鹽/鋅鹽/聚乙烯類聚合物復(fù)合材料;
3)煅燒及氨化
將步驟2)得到的鎵鹽/鋅鹽/聚乙烯類聚合物復(fù)合材料進(jìn)行煅燒,制得Ga-Zn-O復(fù)合氧化物納米纖維,將其氨氣氣氛中氨化后,獲得具有中空結(jié)構(gòu)的(GaN)1-x(ZnO)x復(fù)合納米纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光催化材料的制備方法,其特征在于,在步驟1)中,所述的鎵鹽為硝酸鎵或其水合物,所述的鋅鹽為醋酸鋅或其水合物,所述的聚乙烯類聚合物為聚乙烯吡咯烷酮,所述的溶劑為乙醇,所述的聚乙烯類聚合物溶液為聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光催化材料的制備方法,其特征在于,步驟1)中,Ga與Zn的摩爾比為1:2~1:4,配制成濃度為1~2mol/L的Ga-Zn混合溶液;聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液的濃度為0.125~0.5g/mL;靜電紡絲液中鎵鹽/鋅鹽和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為7:2~4。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光催化材料的制備方法,其特征在于,在步驟2)中,靜電紡絲機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為:靜電紡絲機(jī)內(nèi)溫度保持為40℃,相對(duì)濕度為20%,調(diào)節(jié)極板與針尖電壓為18kV、極板與針尖距離20cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光催化材料的制備方法,其特征在于,在步驟3)中,煅燒條件為:按照升溫速率為2℃/min升溫至650℃,并保溫煅燒2~5h;氨化條件為:將Ga-Zn-O復(fù)合氧化物納米纖維在200sccm氨氣氣氛中,在750℃條件下氨化2h。
10.權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的光催化材料作為光催化劑用于可見光分解水制氫氣的用途,其特征在于,將所述的光催化材料放入水中,經(jīng)可見光照射將水分解為氫氣和氧氣。