纳米复合氧化物LASUB1X/SUBBISUBX/SUBCUSUBY/SUBMNSUB1Y/SUBOSUB3/SUB及其制备方法和应用.pdf

本发明公开了一种纳米复合氧化物La1-xBixCuyMn1-yO3及其制备方法和应用，纳米复合氧化物La1-xBixCuyMn1-yO3，其中x=0.25～1;y=0～0.28。制备方法包括以下步骤：称量La(NO3)3·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、CuCl2·2H2O、KMnO4、MnCl2·4H2O药品原料于烧杯中，并搅拌10分钟至药品完全溶解均匀，再添加NaOH模板剂搅拌均匀调节溶液pH值为13，即为前躯体；将处理好的前躯体放入水热反应釜中，填充度为80%，保持180°C恒温反应24h，反应结束后冷却取出样品，离心分离，收集沉淀用去离子水和乙醇反复清洗产品，然后100°C烘4h，即得。

权利要求书一种纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3，x=0.25～1;y=0～0.28。
根据权利要求1所述的纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3，x=0.5，y=0.28。
根据权利要求1或2所述的纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称量La(NO3)3·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、CuCl2·2H2O、KMnO4、MnCl2·4H2O药品原料于烧杯中，并搅拌10分钟至药品完全溶解均匀，再添加NaOH模板剂搅拌均匀，调节溶液pH值为13，即为前躯体；将处理好的前躯体放入水热反应釜中，填充度为80%，保持180°C恒温反应24h，反应结束后冷却取出样品，离心分离，收集沉淀用去离子水和乙醇反复清洗产品，然后100°C烘4h，即可得到最终产品。
根据权利要求1或2所述的纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3作为光催化剂的应用。

说明书纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及纳米复合氧化物技术，尤其涉及的是纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3及其制备方法和应用。
背景技术
纳米复合金属氧化物以其在催化反应中的良好表现已备受关注。钙钛矿型氧化物催化剂具有价格低廉、催化活性好和热稳定性高等特点，表现出巨大的应用前景，已成为实用催化剂的研究重点课题之一[1～6]。
类钙钛矿型氧化物的制备方法大致可分为三种：气相法、固相法和液相法。其中液相法是目前采取的最普遍的方法。液相法(即湿化学法)制备钙钛矿型和类钙钛矿型氧化物，由于具备设备成本较低、产物比表面积较大、催化活性良好等优点，近年来成为研究热点。主要方法包括共沉淀法、溶胶凝胶法和水热合成法。
水热（合成）法制备纳米粉体是在密闭反应容器里，以水为溶剂，在高温高压的条件下进行合成反应，再经分离、洗涤和干燥得到最终产物。在水热反应过程中，金属离子以氢氧化物形式存在，在高温高压的环境下，氢氧化物在水中的溶解度大于相应的氧化物的溶解度，于是氢氧化物溶于水中，氧化物析出，从而大大降低反应难度。水热法的优点是不需要高温煅烧，产物直接为晶态。与其它方法相比，水热法可以通过对成核、生长和反应时间的调节，实现对粉体颗粒形貌、尺寸团聚的控制，制成纯度高、粒度分布窄、团聚程度轻，晶粒组分和形态可控、反应活性好的纳米粉体，且合成温度较低，是制备纳米粉体理想的合成方法。按反应和研究目的的不同，可分为：水热晶体生长（用来生长各种单晶）、水热反应（用来制备各种功能陶瓷粉体）、水热处理反应（完成某些有机反应或对一些危害人类生存环境的有机废弃物进行处理）、水热烧结反应（在相对较低的温度下完成对某些陶瓷材料的烧结）等[7]。按反应设备分类可分为：釜式间歇水热反应，以反应釜作为反应容器，间歇性投料和获取产品，非稳态。管式连续水热反应，以金属列管作为反应容器，仪器控制连续投料并获取产品。按反应温度分类：中温中压：100‑240℃，1～20MPa；高温高压：大于240℃，大于20MPa。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3及其制备方法和应用
本发明的技术方案如下：
一种纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3，x=0.25～1;y=0～0.28。
所述的纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3，x=0.5，y=0.28。
所述的纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3的制备方法，包括以下步骤：称量La(NO3)3·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、CuCl2·2H2O、KMnO4、MnCl2·4H2O药品原料于烧杯中，并搅拌10分钟至药品完全溶解均匀，再添加NaOH模板剂搅拌均匀调节溶液pH值为13，即为前躯体；将处理好的前躯体放入水热反应釜中，填充度为80%，保持180°C恒温反应24h，反应结束后冷却取出样品，离心分离，收集沉淀用去离子水和乙醇反复清洗产品，然后100°C烘4h，即可得到最终产品。
所述的纳米复合氧化物La1‑xBixCuyMn1‑yO3作为光催化剂的应用。
结果表明，本实验中所制备的纳米复合氧化物属层状钙钛矿结构，所有体系的颗粒平均粒径均达到nm级。同时，发现水热反应条件对所制备的材料有极大的影响，确定了合成该类材料的最佳模板剂为氢氧化钠、最佳反应温度为180℃，最佳反应时间为24小时、最佳pH值为13等反应条件。而在最佳反应条件下，掺入不同量的金属源对催化剂性能也有较大的影响。在一定范围内，La3+的加入可促进Bi3+的分散，维持催化剂的结构稳定性；而加入的Cu2+（铜的加入量在整个复合氧化物分子式中的y=0～0.28）对催化剂的光催化性能有较大的影响，加入的Cu2+的比例越高，催化剂的催化性能越好。y=0.28时，在紫外光照射下，用催化剂为2g/L，降解甲基橙（20mg/L）达到96.4%时所需时间为60min；而相同条件下，y=0时，降解甲基橙达94.9%时需120min。
附图说明
图1为不同反应模板剂的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱；a：NaOHb：KOHc：NaOH+平平加d：NaOH+CTABe：NaOH+SDS，符号说明：正方形（■）‑La(OH)3、三角形（▼）‑Bi2Mn4O10，圆形（●）‑杂峰；
图2为不同反应温度的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱，a：150°Cb：180°Cc：220°Cd：250°C；符号说明：正方形（■）‑La(OH)3、三角形（▼）‑Bi2Mn4O10，圆形（●）‑杂峰；
图3为不同反应时间的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱；a：24hb：27hc：21hd：18h；正方形（■）‑La(OH)3、三角形（▼）‑Bi2Mn4O10，圆形（●）‑杂峰；
图4为不同的反应pH值的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱；a：pH=13b：pH=10c：pH=7；正方形（■）‑La(OH)3、三角形（▼）‑Bi2Mn4O10五角星（☆）‑Na1.25CuBi2La0.75O6圆形（●）‑杂峰；
图5为La1‑xBixCu0.28Mn0.72O3（x=0、0.25、0.5、1）的XRD图谱；a：X=1b：X=0.5c：X=0.25d：X=0；正方形（■）‑La(OH)3、三角形（▼）‑Bi2Mn4O10五角星（★）‑CuBi2O4；圆形（●）‑杂峰；
图6为La0.5Bi0.5CuyMn1‑yO3（y=0、0.2、0.28）XRD图谱；a：y=0.28b：y=0.2c：y=0；正方形（■）‑La(OH)3三角形（▼）‑Bi2Mn4O10圆形（●）‑杂峰；
图7为在最佳反应条件下制备的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的SEM图谱；
图8为在最佳反应条件下制备的La0.5Bi0.5Cu0.28Mn0.72O3的SEM图谱；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
1.1La1‑xBixCuyMn1‑yO3的制备
表1La1‑xBixCuyMn1‑yO3（x=0.25～1y=0～0.28）的制备条件

方法：利用单一变量原则，设置不同模板剂、温度、时间、pH值等制备1～14号样品。从而求出最佳反应模板剂、最佳反应温度、最佳反应时间和最佳反应pH值等（第一组：1、2、3、4、5、6测出最佳模板剂；第二组：1、7、8、9测出最佳反应温度；第三组：1、10、11、12测出最佳反应时间；第四组：1、13、14测出最佳pH值）。最后利用最佳模板剂、最佳反应温度、最佳反应时间、最佳反应pH值，通过对15～20号的制备，测出掺杂不同金属比例产品的XRD和光催化性能，讨论结构、晶相等等。
具体步骤：如第一组
1．制备前躯体：取3个洁净的100ml烧杯，编号1、2、3，每个烧杯装50ml蒸馏水。按下表2编号1、2、3要求称量各种药品原料于编号对应的3个烧杯中，并搅拌10分钟至药品完全溶解均匀，再分别添加NaOH等模板剂搅拌均匀调节溶液pH值为13。（即为前躯体）
2．水热反应：将处理好的前躯体放入水热反应釜中，填充度为80%，保持250°C恒温反应24h，反应结束后冷却取出样品，离心分离，收集沉淀用去离子水和乙醇反复清洗产品，然后100°C烘4h，即可得到产品。
3．对3份产品进行SEM和XRD表征及催化反应，得出最佳模板剂的结论。其他的方法与第一组一样。
根据表一，如1号：La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3；根据化合价之和为0，由于La为+3价，Bi为+3价，Cu为+2价，算得Mn的平均价态为+3.25价。Mn由KMnO4和MnCl2·4H2O提供，设y为KMnO4的物质的量百分比，则：7y+2（0.8‑y）=3.25×0.8，即y为0.2。所以物料的物质的量比为：La(NO3)3·6H2O︰Bi(NO3)3·5H2O︰CuCl2·2H2O︰KMnO4︰MnCl2·4H2O=0.75︰0.25︰0.2︰0.2︰0.6按m=M×x或者M×y
故称取La(NO3)3·6H2O质量为：433×0.75×0.01=3.2475g
Bi(NO3)3·5H2O质量为：485.1×0.25×0.01=1.2128g
CuCl2·2H2O质量为：170.48×0.2×0.01=0.3410g
KMnO4质量为：158.03×0.2×0.01=0.3161g
MnCl2·4H2O质量为：197.91×0.6×0.01=1.1875g
表2各药品所需质量单位：g
 La(NO3)3·6H2OBi(NO3)3·5H2OCuCl2·2H2OKMnO4MnCl2·4H2O13.24751.21280.34100.31611.187523.24751.21280.34100.31611.187533.24751.21280.34100.31611.187543.24751.21280.34100.31611.187553.24751.21280.34100.31611.187563.24751.21280.34100.31611.187573.24751.21280.34100.31611.187583.24751.21280.34100.31611.187593.24751.21280.34100.31611.1875103.24751.21280.34100.31611.1875113.24751.21280.34100.31611.1875123.24751.21280.34100.31611.1875133.24751.21280.34100.31611.1875143.24751.21280.34100.31611.1875154.330000.42620.28441.2270164.330000.47730.31611.0290173.24751.212800.31611.5830183.24751.21280.47730.31611.0290192.16502.425500.31611.5830202.16502.42550.34100.31611.1875212.16502.42550.47730.31611.02902204.85100.34100.31611.18752304.85100.47730.31611.0290
1.2La1‑xBixCuyMn1‑yO3催化性能及表征
1.2.1以样品为催化剂对甲基橙的降解催化反应
1、光催化反应装置于磁力搅拌器上，用40w紫外灯（波长=253.7nm）垂直照射，循环水控制反应温度恒定，整套光催化反应装置放置于一个不透光的箱子中。实验时量取250ml浓度为20mg/L的甲基橙溶液于石英冷阱中，加入0.5g所制备的催化剂和搅拌子，放入光反应器中，接好冷凝水，开启光反应仪，设置反应总时间、报警时间等，开启磁力搅拌和紫外灯，在紫外光的照射下进行反应。在实验过程中，定时将一定量反应液经离心机离心，取上层清液，利用可见分光光度计测定甲基橙的吸光度，记录反应所需时间，直至甲基橙被降解完全。
2、打开分光光度计电源开关，预热至稳定。调节分光光度计的波长旋钮至462nm。打开比色槽盖，即在光路断开时，调节“0”旋钮，使透光率为0。取一只1cm比色皿，加入参比溶液蒸馏水，擦干外表面，放入比色槽中，确保放蒸馏水的比色皿在光路上，将比色槽盖合上，即光路通时，调节“100”旋钮使透光率值为100%。然后通过检测反应液，测试吸光度，确定降解率。
1.2.2La1‑xBixCuyMn1‑yO3纳米材料的表征
1.2.2.1XRD
样品物相分析采用日本rigaku公司D/max‑rA型X射线衍射仪上进行。CuKa辐射，40kv，120mA，石墨单色皿，扫描范围角度=4°～65°。
1.1.2.2SEM
样品扫描电镜分析采用的是日本日立公司S‑3400N扫描电子显微镜分析形貌，加速电压为30KV。
2结果与讨论
2.1表征结果讨论
2.1.1XRD结果分析
1、最佳反应模板剂的确定
图1是在反应模板剂分别为NaOH、KOH、NaOH+平平加、NaOH+CTAB、NaOH+SDS的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱。从图中可以看出这五个样品都显示为主要含有斜方晶系的层状钙钛矿化合物Bi2Mn4O10（JCPDS27‑0048）及六方晶系的层状化合物La(OH)3（JCPDS36‑1481）。从图谱中可以看出，以氢氧化钠为模板剂时晶体结晶度较高，强度较强，说明样品中含有的Bi2Mn4O10和La(OH)3比较多。而在样品催化性能测试时，发现以氢氧化钠为模板剂的催化性能较高，说明样品中的催化剂有效成分为Bi2Mn4O10和La(OH)3，且在一定范围内，含量越多，催化性能越好。这与图谱表现的结果相符合。
2、最佳反应温度的确定
图2是在反应温度250°C、220°C、180°C、150°C时La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱。从图中可以看出当反应温度为150°C时，样品只含有六方晶系的层状化合物La(OH)3（JCPDS36‑1481）。而当反应温度在180°C以上的三个样品中，都显示为主要含有斜方晶系的层状钙钛矿化合物Bi2Mn4O10（JCPDS27‑0048）及六方晶系的层状化合物La(OH)3。这说明了随着反应温度的增加有利于Bi2Mn4O10的生成，同时，La(OH)3衍射峰的位置基本上没有发生变化，表明晶体结构没有改变，但是样品的主峰半峰宽减小，衍射峰趋于尖锐，强度增大，这说明增大反应温度有利于晶粒尺寸的长大和发育完整。但是在反应温度增大时，样品杂质峰增多。在样品催化性能测试时发现，反应温度为180°C时催化性能最好，220°C和250°C的样品催化性能基本相同，但是比180°C的样品差。可能的原因是高温时，杂质相比较多，可能会对催化性能有不利影响。150°C的样品催化性能最差。可能的原因是低温生成的有效催化剂成分不多。
3、最佳反应时间的确定
图3是在反应时间分别为18h、21h、27h、24h下La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱。从图中可以看出当反应时间为18h时，样品只含有六方晶系的层状化合物La(OH)3（JCPDS36‑1481）。而当反应时间在21h以上的三个样品中，都显示为主要含有斜方晶系的层状钙钛矿化合物Bi2Mn4O10（JCPDS27‑0048）及六方晶系的层状化合物La(OH)3。这说明了随着反应时间的增加有利于Bi2Mn4O10的生成，同时，La(OH)3衍射峰的位置基本上没有发生变化，表明晶体结构没有改变，但是样品的主峰半峰宽减小，衍射峰趋于尖锐，强度增大，这说明增加反应时间有利于晶粒尺寸的长大和发育完整。在2θ=12.31°时，反应时间为21h、24h、27h的三个样品均有杂质峰生成，而从图谱中也可以看出，21h和27h的样品中Bi2Mn4O10和La(OH)3这两种物质的含量比24h下的样品少，但是却比18h的样品多。在催化剂催化性能的测试结果中，24h时的样品催化性能最强，21h和27h的样品次之，18h时的样品催化性能最差，这与该XRD图谱显示的结果相符合。
4、反应pH值的影响
图4是在反应pH值分别为7、10、13的La0.75Bi0.25Cu0.2Mn0.8O3的XRD图谱。从图中可以看出这三个样品都显示为主要含有六方晶系的层状化合物La(OH)3（JCPDS36‑1481）。在pH=7时，还含有Na1.25CuBi2La0.75O6这种层状钙钛矿结构物质。当pH增大到10时，Na1.25CuBi2La0.75O6（JCPDS50‑0270）这种层状钙钛矿结构物质消失，而La(OH)3的衍射峰的位置基本上没有发生变化，表明晶体结构没有改变，但是样品的主峰半峰宽减小，衍射峰趋于尖锐，强度增大，这说明pH值增大有利于该种晶粒尺寸的长大和发育完整。当pH增大到13时，La(OH)3继续增多和发育完整，同时生成了Bi2Mn4O10（JCPDS27‑0048）这种层状钙钛矿结构物质，说明强碱性能促进La(OH)3和Bi2Mn4O10这两种物质的生成。而在催化剂催化性能的测试结果中，随着pH值增大，催化剂催化活性增强，说明了La(OH)3和Bi2Mn4O10属于催化剂的有效成分。
5、镧铋掺入量对样品的影响
图5是不同的镧铋掺入量的La1‑xBixCu0.28Mn0.72O3（x=0、0.25、0.5、1）的XRD图谱。从图中可以看出x=0、0.25这两个样品都显示为六方晶系的层状化合物La(OH)3（JCPDS36‑1481）的峰和少量杂质相峰，样品较为纯净。当x=0.5时，样品中主要显示为含有斜方晶系的层状钙钛矿化合物Bi2Mn4O10（JCPDS27‑0048）及六方晶系的层状化合物La(OH)3的峰。从x=0、0.25、0.5三个样品可以看出，随着铋比例的增大，样品中的的主要峰位置基本没有变化，说明了晶体的结构没有改变，而样品的主要峰强度减小，说明了样品中的主要物质La(OH)3减少，样品从只有La(OH)3过渡到La(OH)3和Bi2Mn4O10共存的现象。而当x达到1时，样品中主要物质转化成了CuBi2O4（JCPDS47‑0096），是一种尖晶石的稳定结构。从催化性能测定时发现，以上四个样品的催化性能基本一样。原因可能是，样品中Bi3+是具有光催化活性的组分，而且Bi3+与Cu2+、Mn2+协同作用，从而使催化剂都具有较高的催化活性。La3+的加入可产生氧空位，增加光催化活性，同时可促进Bi3+的分散，维持催化剂的结构稳定性。
6、铜锰掺入量对样品的影响
图6是不同的铜锰掺入量的La0.5Bi0.5CuyMn1‑yO3（y=0、0.2、0.28）的XRD图谱。从图中可以看出这三个样品均含有六方晶系的层状化合物La(OH)3（JCPDS36‑1481）。y=0时，晶体结晶度不高，峰强度也不强，只含有少量的La(OH)3。y=0.2时，La(OH)3增多的同时，杂相也增多。y=0.28时，生成了大量的La(OH)3和Bi2Mn4O10（JCPDS27‑0048）。而随着铜比例的增大，La(OH)3衍射峰的位置基本上没有发生变化，表明晶体结构没有改变，但是样品的主峰半峰宽减小，衍射峰趋于尖锐，强度增大，这说明铜比例的增大有利于La(OH)3晶粒尺寸的长大和发育完整。可能的原因是随着加入铜的比例增大，Cu‑Mn的协同作用增强，使样品的结晶度增高，生成的催化剂有效成分增多。这与催化剂催化性能的测试结果中，铜的比例加大催化剂催化活性增强的结果相符合。而在铜比例增高时，杂质相增多，可能的原因是由于铜的比例增大，而锰的比例减少造成的。此外，三个图谱均有杂相，可能的原因是由于实验条件限制和实验过程中控制不好等问题造成的。
2.1.2SEM结果分析
由图7、8可见，产物为不规则片状、粒径分布较均匀、分散性较好、厚度约10到20nm、片状产物相互交叉形成不规则层状结构团体。原因可能是，早期形成的片状前驱体的表面有水或杂相较多，产物烘干、煅烧时前驱体利用彼此间的缝隙相互交叉而团聚；纳米级产物表面能量高、不稳定、易团聚。
2.2La1‑xBixCuyMn1‑yO3的催化性能
表3光催化与分光光度计测试结果
编号甲基橙趋于降解完全时A甲基橙趋于降解完全时间/min10.0667520.05810530.06813540.0669050.0649060.06812070.0587580.0626090.06490100.07120110.06075120.06675130.068135140.05890150.066105160.06870170.062120180.05875190.068125200.06690210.06875220.066105230.06070
表48号样品催化测试结果
时间/min0153045607590吸光度A1.3460.7860.1820.1040.0620.0620.062降解率/%041.686.592.395.395.395.3
表3结果表明，对1～14号样品进行催化测定，发现制备催化剂时反应的模板剂、反应时间、反应温度和反应pH值都对催化剂的形成有很大的影响。在催化性能结果中可以看出：从1～6号结果可以看出，1号的催化效果最好，即可判别催化剂最佳模板剂为NaOH、从1、7、8、9号可以看出最佳制备温度为180°C，从8、10、11、12号可以看出最佳时间为24h，从8、13、14号可以看出最佳pH值为13。在最佳反应模板剂、反应时间、反应温度和反应pH值的条件下，制备15～23号系列催化剂，并对其进行催化性能测试与透光率测定，结果表明：
1）.从15与16号、17和18号、19与20还有21号的比较可以看出：未加入铜源时，催化剂性能较差。且加入铜源后，随着铜源所占的比例增大，催化剂催化性能加强。其原因可能为：A）铜源掺杂和铜源掺杂比例加大后，催化剂的表面缺陷部位增多，提高表面吸附能力。B）铜能延长电子‑空穴对的分散寿命，促进界面电子的转移，提高量子产率，从而加大催化剂催化性能。C）铜锰比例不同对催化剂性能的影响还有一个原因可能是Cu‑Mn的协同作用的结果，在一定比例范围内，铜锰比例为0.28:0.72时催化性能较好。
2）.从表4的8号样品详细催化结果可以看出，样品在开始的前30分钟内催化效率很高，在30分钟的时候降解率已达86.5%，随后催化速度减慢，在60分钟的时候，甲基橙降解率达95.3%，基本降解完全。
2.3小结
从XRD图谱和SEM图谱可以看出，样品晶相较好，结晶度较高，属于层状钙钛矿结构。样品物相分散性较好，厚度达到纳米级。结合催化性能测试可以看出，样品中所含的催化剂有效成分主要为La(OH)3和Bi2Mn4O10，样品具有极大的光催化性能。
3结论
本文研究了La1‑xBixCuyMn1‑yO3复合氧化物的制备条件、表征以及在紫外光下降解甲基橙的光催化性能。通过实验分析发现，在文中所有制备的La1‑xBixCuyMn1‑yO3复合氧化物具有层状钙钛矿的结构特性和层状氢氧化物结构特性，体系中颗粒平均粒径都达到纳米级，但条件不同，所制备的复合氧化物光催化性能也有差异。在文中条件下光催化降解甲基橙所需时间从一到两个小时不等。制备该类纳米复合氧化物的最佳条件为：最佳模板剂为NaOH，最佳反应时间为24小时，最佳反应温度为180℃，最佳反应pH值为13。从文中通过最佳反应条件所制备的产物的分析可知，一定范围内，La3+的加入可促进Bi3+的分散，维持催化剂的结构稳定性，而加入的Cu2+对催化剂的光催化性能有较大的影响，加入的Cu2+的比例越高，催化剂的催化性能越好。原因可能是在该条件下铜源比例增高会产生一类异质结构，这种异质结构有利于光生电子和空穴的分离和传输到颗粒表面，提高光生电子和空穴利用率，从而提高了材料的光催化性能。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。