本發明涉及半導體光催化材料，具體涉及一種球形fe3o4@zno納米片光催化劑的制備方法。
背景技術：
1、隨著能源危機與環境污染問題日益突出，半導體光催化技術憑借太陽能驅動、環境友好等優勢，在有機污染物降解領域展現出廣闊應用前景；其中氧化鋅作為典型的寬禁帶半導體光催化材料，因原料易得、表面活性位點豐富、光生空穴氧化能力強，且具有獨特的尺寸效應與晶面依賴性，被廣泛應用于光催化領域。氧化鋅納米片憑借大比表面積與特定極性晶面暴露特性，可通過調控內建電場強度，促進光生載流子分離，強化反應物吸附與活化效率。然而，純氧化鋅光催化劑存在固有缺陷：其一，光生電子-空穴對復合速率快，導致量子效率偏低；其二，自身無磁性，反應后難以通過簡單方法分離回收，易造成二次污染與材料浪費；其三，單一氧化鋅對目標反應的選擇性較差，易引發產物過度氧化，限制了其實際應用場景拓展。
2、為解決上述問題，構建異質結復合材料成為光催化劑改性的核心策略。fe3o4作為一種具有優異超順磁性的半導體材料，不僅可通過磁分離實現催化劑的高效回收與循環利用，降低使用成本，其與氧化鋅復合形成異質結還能構建能級匹配的電荷轉移通道，顯著抑制光生載流子復合，提升電荷分離與轉移效率。同時，fe3o4表面的活性位點可協同氧化鋅調控反應路徑，促進活性氧物種（如·oh、·o2-、·ooh）的生成，增強催化劑對惰性分子的活化能力與反應選擇性。
3、形貌調控是優化fe3o4@zno復合材料光催化性能的關鍵手段；球形fe3o4具有分散性佳、比表面積可控、磁性響應均一等優勢，而zno納米片的極性晶面暴露特性可進一步強化內建電場效應，二者的形貌協同能最大化異質結接觸面積，增多活性位點，提升光吸收與催化反應效率。目前，現有fe3o4@zno復合材料的制備方法仍存在不足，如異質結結合不緊密、顆粒易團聚、形貌均一性差，導致電荷轉移受阻、催化性能穩定性不足，且難以同時兼顧催化活性、選擇性與回收性能的協同優化。
4、基于此，開發一種可規模化制備、形貌可控、性能協同優化的球形fe3o4@zno納米片光催化劑具有重要研究價值與實際意義。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種球形fe3o4@zno納米片光催化劑的制備方法，以解決現有的fe3o4@zno復合材料難以同時兼顧催化活性、穩定性以及回收性能等問題。
2、為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種球形fe3o4@zno納米片材料，球形fe3o4負載在zno納米片上。
3、一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，zno納米片前驅體在球形fe3o4表面生長，后經煅燒得到球形fe3o4@zno納米片。
4、進一步地，以fe3+為鐵源，在還原劑、沉淀劑以及形貌導向劑的作用下，經水熱反應得到單分散球形fe3o4。
5、進一步地，所述的鐵源包括fecl3；還原劑包括乙二醇；沉淀劑包括乙酸鈉；形貌導向劑包括peg-1000。
6、進一步地，在球形fe3o4分散液中，以zn2+為鋅源，在形貌調控分散劑以及均勻沉淀劑的作用下，經水熱反應，使zno納米片前驅體在球形fe3o4表面生長。
7、進一步地，所述的球形fe3o4分散于含peg-20000的水溶液中，得到球形fe3o4分散液。
8、進一步地，所述的鋅源包括乙酸鋅；所述的形貌調控分散劑包括pvp；所述的均勻沉淀劑包括尿素。
9、進一步地，所述的煅燒的溫度為400~600℃，煅燒時間為1~3h。
10、球形fe3o4@zno納米片材料作為光催化劑的應用。
11、本發明的有益效果：
12、1、本發明的球形fe3o4@zno納米片光催化劑，以氧化鋅納米片為載體，在其表面負載有球形fe3o4，球形fe3o4是一種磁性材料，可被磁鐵吸收，這樣可用永久磁鐵的方法將其從廢水中快速分離出來，便于回收利用；
13、2、本發明采用兩次水熱合成法制備出尺寸可調的球形fe3o4，再制備出球形fe3o4@zno納米片光催化劑；該方法簡單高效、成本低、光催化活性高、降解速率快；
14、3、在本發明的球形fe3o4@zno納米片光催化劑中，球形fe3o4與zno納米片復合形成異質結，構建能級匹配的電荷轉移通道，提升電荷分離能力；同時兩者結合能最大化接觸面積，增多活性位點，促進活性氧物種（如·oh、·o2-、·ooh等）的生成，從而共同促進可見光吸收，保持良好的光催化活性，提高催化反應效率，能夠高效快速地降解工業和生活廢水中的各種有機污染物；
15、4、本發明制備方法原料易得、工藝簡單、無污染、產率高，且材料結構穩定，適合長期運行，具有廣闊的生產應用前景。
1.一種球形fe3o4@zno納米片材料，其特征在于：球形fe3o4負載在zno納米片上。
2.一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：zno納米片前驅體在球形fe3o4表面生長，后經煅燒得到球形fe3o4@zno納米片。
3.根據權利要求2所述的一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：以fe3+為鐵源，在還原劑、沉淀劑以及形貌導向劑的作用下，經水熱反應得到單分散球形fe3o4。
4.根據權利要求3所述的一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：所述的鐵源包括fecl3；還原劑包括乙二醇；沉淀劑包括乙酸鈉；形貌導向劑包括peg-1000。
5.根據權利要求2所述的一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：在球形fe3o4分散液中，以zn2+為鋅源，在形貌調控分散劑以及均勻沉淀劑的作用下，經水熱反應，使zno納米片前驅體在球形fe3o4表面生長。
6.根據權利要求5所述的一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：所述的球形fe3o4分散于含peg-20000的水溶液中，得到球形fe3o4分散液。
7.根據權利要求5所述的一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：所述的鋅源包括乙酸鋅；所述的形貌調控分散劑包括pvp；所述的均勻沉淀劑包括尿素。
8.根據權利要求2所述的一種球形fe3o4@zno納米片材料的制備方法，其特征在于：所述的煅燒的溫度為400~600℃，煅燒時間為1~3h。
9.根據權利要求1-8任意一項所述的球形fe3o4@zno納米片材料作為光催化劑的應用。