CN100566820C - 包含氧化物纳米材料的光催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光催化剂，其具有包含基片和形成于该基片上的氧化物纳米材料的基质。所述光催化剂具有高于含相同成分的常规光催化剂的表面积对体积比，以及还具有纳米级的光催化剂层。因此，其具有优异的光解性能。

Description

包含氧化物纳米材料的光催化剂

技术领域

本发明大体上涉及一种光催化剂以及，更具体地，涉及一种包含形成于基片上的氧化剂纳米材料。

背景技术

光催化剂是一种能够吸收光，特别是紫外光，以产生具有强氧化或还原力的物质的材料，并且其采用光而不是采用能源处理大量的化学制品或不可降解的污染物，以有利于环境的方式来防止环境污染。

如果光催化剂暴露于光中，将产生电子(e-)和空穴(h+)。所述电子和空穴与氧气和水接触产生具有很强氧化能力的超氧化物阴离子(·O₂-)和羟基(·OH)，并且其能氧化和分解有机污染物或各种细菌。

典型的光催化剂为薄膜型或粉末型。薄膜型的光催化剂是一种，在基片的一个表面上覆有含半导体组分的光催化剂层的光催化剂，其被公开在，例如，韩国专利早期公开出版物第2002-0011511号中。粉末型的光催化剂是一种半导体元件为球形或椭圆形的光催化剂，且可以韩国专利早期公开出版物第2003-0096171号中的球形氧化钛光催化剂作为示例。

然而，在薄膜型或粉末型的光催化剂中，能够吸收光的表面积受限于薄膜型光催化剂表面层或球形光催化剂表面层的表面积。此外，当粉末型光催化剂被用于一些特殊的介质时，可产生诸如光催化剂粉末漂浮在介质中的难点。

因此，仍然需要开发出一种具有新颖结构的光催化剂，，其能提供宽广的表面积，来取代常规的薄膜型或粉末型光催化剂的应用，从而提供一种具有高性能的光催化剂。

发明内容

因此，本发明紧记在现有技术中出现的上述问题，本发明的一个目的是提供一种包含氧化物纳米材料的光催化剂，所述氧化物纳米材料采用纳米技术具有最大的表面积对体积比。

本发明的另一个目的是提供一种包含氧化物纳米材料的光催化剂，其具有纳米级的光催化层，因而具有极佳的光催化特性。

为达到上述目的，本发明提供一种催化剂，其包括一个基质，所述基质含一个基片和形成于该基片上的氧化物纳米材料。

在本发明中，所述基片可选自硅基片，玻璃基片，石英基片，派热克斯耐热玻璃基片(Pyrex)，兰宝石基片，以及塑料基片。

另外，在本发明中，所述氧化物纳米材料具有纳米针，纳米杆，或纳米管的形状。

此外，在本发明中，所述氧化物纳米材料具有多壁的结构。

同样，在本发明中，所述具有多壁结构的氧化物纳米材料具有包含ZnO和TiO₂为主要成分的同轴的双壁结构。

此外，在本发明中，所述氧化物纳米材料具有通过将金属沉积在氧化物半导体纳米杆上形成的金属/氧化物半导体的异质连接结构。

此外，在本发明中，所述金属通过溅射法或者热束或电子束蒸发法，被沉积于氧化物半导体纳米杆上。

同样，在本发明中，氧化物半导体包含ZnO作为主要成分，以及一种或多种金属，所述金属可选于硅化物金属，包括Ni，Pt，Pd，Au，Ag，W，Ti，Al，In，Cu，PtSi，以及NiSi。

另外，在本发明中，所述氧化物纳米材料被垂直定向于基片上。

此外，在本发明中，通过金属-有机化学蒸发沉积法，溅射法，热束或电子束蒸发法，脉冲激光沉积法，蒸发-相位转移法，以及化学合成法中任意一种方法，将所述氧化物基纳米材料形成于基片上。

此外，在本发明中，所述氧化物基纳米材料具有5-200nm的直径以及0.5-100μm的长度。

此外，在本发明中，所述氧化物基纳米材料包含ZnO作为主要成分。另外，除ZnO作为主要成分之外，所述氧化物基纳米材料可包含一种或多种作为杂质的元素，所述元素选自Mg，Cd，Ti，Li，Cu，Al，Ni，Y，Ag，Mn，V，Fe，La，Ta，Nb，Ga，In，S，Se，P，As，Co，Cr，B，N，Sb，以及H。

此外，在本发明中，所述氧化物纳米材料包含TiO₂作为主要成分。另外，除TiO₂作为主要成分之外，所述氧化物基纳米材料可包含一种或多种作为杂质的元素，所述元素选自Mg，Cd，Zn，Li，Cu，Al，Ni，Y，Ag，Mn，V，Fe，La，Ta，Nb，Ga，In，S，Se，P，As，Co，Cr，B，N，Sb，以及H。

此外，在本发明中，以选自MgO，CdO，GaN，AlN，I nN，GaAs，GaP，InP的任一化合物，及其混和物涂覆于所述氧化物基纳米材料。

本发明所述的光催化剂具有有益性是因为，由于光催化剂层的表面积体积比非常高，且与常规粉末型或薄膜型光催化剂相比所述光催化剂具有纳米级的光催化剂层，确保了优异的光催化特性并可以采用不同的基片以低成本生产。

附图说明

通过结合附图的下列详细描述，本发明的上述和其它目的，特性以及本发明的其它优点将得到更加清楚地理解，其中：

图1a和1b分别是根据本发明的对包含氧化物纳米针的光催化剂的结构以及所述光催化剂的扫描电子显微镜(SEM)的图示；

图2a和2b分别是根据本发明的对包含氧化物纳米杆的光催化剂的结构以及所述光催化剂的SEM的图示；

图3a至3c是根据本发明的对包含氧化物纳米管的光催化剂的结构以及所述光催化剂的透射电子显微镜(TEM)的图示；

图4表示根据本发明的对包含具有多壁结构的氧化物纳米杆的光催化剂的图示；

图5表示根据本发明的对包含具有异质连接结构的氧化物纳米杆的光催化剂的图示；

图6是本发明的氧化物光催化剂的SEM图片，其说明纳米材料不是被垂直定向；

图7a和图7b分别是根据本发明的对包含氧化物GaN-涂层的纳米针的光催化剂结构的图示，以及所述光催化剂的TEM图片；

图8a和图8b图示出采用根据本发明的橙色II溶液导致包含ZnO纳米针和ZnO薄膜的光催化剂的光分解作用结果，其以吸收光谱和根据照射时间的染料分解量的形式表示；

图9a和图9b图示出采用根据本发明的亚甲基蓝溶液导致包含ZnO纳米杆的光催化剂的光分解作用结果，其以吸收光谱和根据照射时间的染料分解量的形式表示；

图10a至图10d为SEM照片，其显示了在制造包含根据本发明的具有多壁结构氧化物纳米杆的过程中光催化剂的结构的变化；

图11a和图11b为包含根据本发明的氧化纳米管的光催化剂的SEM照片；以及

图12a至12c为包含具有根据本发明的异质连接结构的氧化物纳米杆的光催化剂的SEM和TEM照片。

具体实施方式

在下文中，将对本发明进行详细描述。在本发明的描述中，如果认为相关现有技术或惯例的详细描述无谓地模糊本发明的要点，则该详细描述将被略过。此外，考虑到本发明的功能，并且依赖于使用者或工作者，或惯例的意图来定义随后描述的术语。因此，必须在说明书的上下文中来理解所述定义。

为方便理解，另外对氧化锌(ZnO)和氧化钛(TiO₂)作为本发明的氧化物纳米材料的典型实施例在说明书中作了主要描述，但显而易见的是本发明的氧化物纳米材料并不受限于此。

本发明的光催化剂包含一个基质，所述基质包含一个基片和形成于该基片上的氧化物纳米材料。

所述基片是一种材料，其通常不与将要形成于其上的氧化物纳米材料反应，且其非限制的例子包括硅基片，玻璃基片，石英基片，派热克斯耐热玻璃基片，兰宝石基片，或塑料基片。

如前所述，具有纳米针，纳米杆，或纳米管的形状的所述氧化物纳米材料形成于所述基片上，且所述具有纳米针，纳米杆，或纳米管形状的氧化物纳米材料可为多壁结构。

所述光催化剂的结构，其包含基片和被垂直定向在基片上的具有纳米针和纳米杆形状的所述氧化物纳米材料，分别在图1a和图2a中进行了图解说明。

此外，包含基片和在基片上具有垂直定向的纳米管形状的氧化物纳米材料的光催化剂的结构在图3a中进行了图解说明，并且所述催化剂的TEM照片在图3b和3c中图示。具有图3a所示纳米管形状的纳米材料外观上类似于具有图2a所示纳米杆形状的纳米材料，但具有中空的外壁。所述外壁可具有单层壁，双层壁，或多层壁的结构。

图4示出了包含根据本发明的具有多层壁结构的氧化物纳米杆的光催化剂，其中所述氧化物纳米材料具有作为内在部分的ZnO纳米杆和作为外在部分的TiO₂纳米杆。无需说明，本发明并不限于这种结构。

图5示出了包含根据本发明的具有异质连接结构的氧化物纳米杆的光催化剂，其显示了具有金属/氧化半导体的异质连接结构的纳米杆的制作。

同时，如前所述的图1a至5仅说明氧化物纳米材料垂直定向于基片上，但是，如图6的SEM照片所示，本发明的光催化剂可包含非垂直定向于基片上的氧化物纳米材料。

代表性地，根据本发明的具有纳米针，纳米杆，或纳米管形状的纳米材料可具有约5-200nm的直径，0.5-100μm的长度，以及10¹⁰/cm²的密度。因此，本发明的纳米级的纳米材料的表面积可为在其上形成纳米材料的基片表面积(即，当具有相同成分的光催化剂层被制造成薄膜型时，光催化剂层的表面积)的几百倍。本发明所述的光催化剂具有如前所述独特的结构，因而其包含具有改进性能的光催化剂层。

此外，因为本发明所述纳米材料的光催化剂层为纳米级，同时具有如前所述巨大的表面积，与具有相同成分但非纳米级的光催化剂层相比，其具有更好的电子和空穴形成能力。如本领域技术人员所公知，固态晶体结构的化学和物理性质与晶体的尺寸无关，但是，如果所述固态晶体的尺寸只有几个纳米时，所述尺寸充当决定化学和物理性质的变量，例如，晶体结构的带隙。因此认为，本发明的纳米材料，其具有几纳米的尺寸，有效地形成电子和空穴，因而改进了光催化剂的性能。

此外，通过使用上述的金属/氧化物半导体异质连接结构，可以使光产生的电子向金属聚集，从而可以降低电子与空穴的重新结合速度。因此，电子和空穴易于和外部的氧气或水结合，从而可预期增加外部污染物的光解效率。

通过物理生长方法，本发明的纳米材料被形成于各种基片上，如包括金属-有机蒸发沉积法的化学蒸发沉积法，溅射法，热束或电子束蒸发法，脉冲激光沉积法，使用金属催化剂例如金的蒸发-相位转移法，或化学合成法。优选地，所述生长可通过金属-有机的化学蒸发沉积(MOCVD)法进行。

在制备本发明所述的光催化剂的方法中，氧化物(此处，Zno作为例子)纳米针通过下列步骤被形成于基片上。首先地，含锌的有机金属和含氧的气体或含氧的有机物通过不同的管线向有机金属蒸发沉积反应器中给料。含锌的有机金属非限制性的例子包括二甲基锌[Zn(CH₃)₂]，二乙基锌[Zn(C₂H₅)₂]，醋酸锌[Zn(OOCCH₃)₂·H₂O]，醋酸酐锌[Zn(OOCCH₃)₂]，或乙酰丙酮锌[Zn(C₅H₇O₂)₂]，以及含氧的气体的非限制性例子包括O₂，O₃，NO₂，蒸汽，或CO₂。含氧的有机物的非限制性例子包括C₄H₈O。

随后，上述反应物在10^-5-760mmHg的压力和200-900℃的温度下反应，在基片上沉积并生长出ZnO纳米针。控制所述反应的压力，温度和反应物的流速以调整在基片上形成的各纳米针的直径，长度，和密度，从而在基片上形成具有所需总表面积的纳米材料。

同时，通过溅射法或热束或电子束蒸发法将金属例如Au沉积在在氧化物-例如ZnO-半导体上形成具有金属/氧化物半导体异质连接结构的纳米杆沉积。在这种情况中，由于金属被选择性的沉积在纳米杆的顶端，容易形成具有光滑界面的金属/氧化物半导体异质连接结构。各种类型的金属可被沉积在氧化物半导体纳米杆的顶端，并且特别是，优选使用一种或多种硅化物金属，如Ni，Pt，Pd，Au，Ag，W，Ti，Al，In，Cu，PtSi，或NiSi。

用于蒸发金属的加速电压和电子束的发射电流分别为4-20kV和40-400mA，在沉积金属过程中，优选的是反应器的压力为大约10-5mmHg以及基质的温度保持在室温。

前述金属微弱影响氧化物半导体纳米杆的形状和直径，并且通过控制条件如生长时间，可调整具有异质连接结构的纳米杆的金属层的厚度，或纳米杆的直径和长度。

为改进其电子和空穴形成能力，本发明所述的光催化剂的氧化物纳米材料，如ZnO纳米材料，可进一步包含一种或多种作为杂质的元素，选自Mg，Cd，Ti，Li，Cu，Al，Ni，Y，Ag，Mn，V，Fe，La，Ta，Nb，Ga，In，S，Se，P，As，Co，Cr，B，N，Sb，以及H。在这种情况中，如果杂质的浓度很高，所述纳米材料可被称为所述氧化物半导体材料的合金。通过将含上述元素的有机金属和含锌的有机金属一起向有机金属蒸发沉积反应器给料，可以使本发明的纳米材料包含上述元素。

优选地，所述纳米材料含Mg或Cd作为杂质，以及，如TiO₂纳米材料可含Zn替代Ti作为杂质。

同时，根据本发明的光催化剂的纳米材料可以用选自MgO，CdO，GaN，AlN，InN，GaAs，GaP，InP的任一化合物，或者其混和物涂覆。图7a示出垂直定向于基片上并且以GaN涂覆的氧化物基纳米针，且图7b示出了具有上述结构的纳米针的TEM照片。所述材料的涂层提高了电子和空穴形成能力，且形成了由纳米材料制得的保护层，因此不同地影响本发明的光催化剂。

通过下列被列出说明的实施例可更好地理解本发明，，但并不意味着是对本发明的限制。

实施例1：包含ZnO纳米针的光催化剂的制造

将玻璃基片放入金属-有机的化学蒸发沉积(MOCVD)反应器，以及通过各自的管道将二甲基锌(Zn(CH₃)₂)和O₂分别以0.1-10标准状态毫升/分钟(sccm)和10-100sccm的流速向反应器给料。

反应器的内部以0.2托的压力以及500℃温度保持1小时，以使二甲基锌和氧气在玻璃基片上进行化学反应，从而生长和沉积ZnO纳米针。

结果，各垂直定向于玻璃基片上的ZnO纳米针具有60nm的直径，1μm的长度，以及10¹⁰/cm²的密度。

实施例1评价

采用染料颜色变化来评价根据实施例1制造的包含ZnO纳米针的光催化剂(见图1a和1b)的性能。

在评价中，采用“橙色II”溶液作为染料，以及与所述ZnO纳米针具有相同成分的ZnO薄膜作为对比实施例。根据上述实施例，在没有缓冲层沉积的情况下，上述ZnO薄膜经生长2小时而制成，所述缓冲层是制造ZnO纳米针的生长因子。

首先，准备各含5ml橙色II溶液的四支试管。用于各试管的实验条件根据下列表1的描述进行设置，用橙色II溶液进行光催化作用测试A至D。

表1

光解作用测试	采用的光催化剂	照射时间(染料的光解作用时间)
			A(基础值)	-	0小时
B	ZnO薄膜	5小时
			C	ZnO薄膜	15小时
D	ZnO纳米针	5小时

光催化作用测试A至D的结果显示在图8a和8b的曲线图和柱状图中。图8a为吸收光谱图，其示出了光催化作用测试A至D的结果，而图8b为关于染料分解量的柱状图。

从图8a中可以看出测试D的光吸收率低于测试B的光吸收率，其中测试D中采用具有本发明ZnO纳米针的光催化剂5小时光解橙色II溶液，测试B中使用ZnO薄膜作为光催化剂光照5小时进行光解作用，并且测试D的光吸收率也低于测试C的光吸收率，在测试C中使用ZnO薄膜作为光催化剂光照不少于15小时进行光解作用。

此外，参考图8b，可以看出在测试D中使用根据本发明的包含ZnO纳米针的催化剂的染料分解量为测试进行前的染料量的97％，但在测试B中使用ZnO薄膜作为光催化剂进行5小时的染料光分解的量仅为62％。

由本发明的光催化剂分解的染料的量几乎与在测试C中使用ZnO薄膜作为光催化剂进行长达15小时的照射的量相当。

实施例2评价

采用另一种染料颜色变化来评价ZnO纳米杆光催化剂(见图2a和2b)的性能，所述ZnO纳米杆光催化剂由类似于实施例1中的步骤制造。在评价中，用甲基蓝稀释于水中的染料作为光解作用的溶液。

用于光解作用的溶液被装入容器中，并随后放置预定的时间之后，所述溶液被取样。被取出的样本溶液被再次稀释并放入紫外可见(UV VIS)分光光度计中测量光吸收率。由于甲基蓝相应于660nm有最大光吸收，如果甲基蓝的量下降，则相应于660nm的光吸收下降。另外，溶液中甲基蓝的量与光吸收具有线性关系。因此甲基蓝的量能通过测量光吸收计算。通过计算，就可以评价ZnO纳米杆的光解效率。

光解作用测试结果在图9a和9b中示出。图9a为吸收光谱图，其示出了光解作用的测试结果，且图9b为示出了染料分解量的图。

实施例2：TiO₂纳米杆的制造

使用金属-有机化学蒸发沉积(MOCVD)装置，异丙醇钛(TIP，Ti(OC₃H₇ ⁱ)₄)和O₂作为反应物，以及氩气作为载体气体。

TIP和O₂通过各自的管道向反应器给料。反应器中的压力和温度分别保持在0-100mm汞柱和300-700℃。反应物的流速控制在氩气为40sccm，TIP为20-40sccm，以及O₂为20-40sccm，且生长进行约1小时。

实施例3：采用MOCVD方法制造TiO₂/ZnO同轴的双壁纳米杆

通过类似于实施例1(见图8a的SEM照片)的步骤制造ZnO纳米杆之后，由此制造的ZnO纳米杆置于金属-有机化学蒸发沉积(MOCVD)装置中，并且TIP和O₂通过各自的管道向反应器给料。

反应器中的压力和温度分别保持在0-100mm汞柱和300-700℃。反应物的流速控制在氩气为40sccm，TIP为20-40sccm，以及O₂为20-40sccm，且使TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆生长约1-10min。所得产品的SEM照片在图10b至10d中示出。从图片中可以看出通过控制生长时间可调整TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆的直径。

实施例4：采用PLD方法制造TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆

通过类似于实施例1的步骤生长的ZnO纳米杆被放置入脉冲激光沉积(PLD)装置中，使用脉冲激光(激光融化)融化TiO2靶目标，且O₂通过另外的管线以0.1-100sccm的流速向反应器给料。

压力和温度分别保持在10^-9-100mm汞柱和20-800℃，且反应前体在反应器中进行5min或更多时间的化学反应以在ZnO纳米杆上沉积TiO₂，由此制造TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆。

实施例5：采用干式蚀刻方法制造TiO₂纳米管

通过如实施例3或4相同的步骤制造TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆，将所述TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆置于氢气(H₂)或氨(NH₃)气氛的熔炉或金属-有机化学蒸发沉积(MOCVD)装置中，且H₂或NH₃通过各自的管道向反应器给料。

反应器中的压力和温度分别保持在100mm汞柱和600-700℃，且ZnO纳米杆被移除达20min，由此制造Ti₂纳米管。关于这点，移除的时间与ZnO纳米杆的尺寸成比例。

实施例6：采用湿式蚀刻方法制造TiO₂/ZnO同轴的双壁纳米杆

通过如实施例3或4相同的步骤制造TiO₂/ZnO同轴双壁纳米杆，将所述TiO₂/ZnO同轴的双壁纳米杆浸没于氯化氢溶液(pH4-6)中，所述氯化氢溶液通过氯化氢(HCl)和水(H₂O)混和而制备，且移除ZnO达1-30min，由此制得TiO₂纳米管。反应温度在室温至80℃范围中。

同时，通过实施例5和6制得的氧化物纳米管的SEM照片在图11a和11b中示出。图11a显示移除一半ZnO，且图11b显示全部移除ZnO。实施例7：采用电子束蒸发方法制造Au/ZnO纳米杆(异质连接结构)

通过与实施例1的类似步骤制得ZnO纳米杆(见图2a和2b)之后，通过电子束蒸发法将金(Au)沉积在ZnO纳米杆上。

用于蒸发Au的电子束的加速电压和发射电流分别为4-20kV和40-400mA，在蒸发Au过程中反应器的压力大约为10^-5mm汞柱，以及保持基质的温度为室温。

通过电子显微镜观察Au沉积前后的ZnO纳米杆的排列。并且确定Au被选择性地和精细地沉积在ZnO纳米杆的顶部，且ZnO纳米杆的形状或直径无明显地变化。此外，确定可以通过控制ZnO纳米杆的生长时间和Au的沉积时间来调整具有异质连接结构Au层的厚度以及Au/ZnO纳米杆中ZnO的直径和长度而。

同时，具有根据本实施例制造的异质连接结构的Au/ZnO纳米杆的SEM照片在图12a中显示，且其TEM照片在图12b和12c中显示。

工业适用性

包含根据本发明的氧化物纳米材料的光催化剂优点在于，由于与常规光催化剂相比，其表面积与体积的比率显著升高，所述光催化剂的效率大大改进。

另外，包含根据本发明的氧化物纳米材料的光催化剂优点在于，由于可以通过简单方法制造所述光催化剂，在所述简单方法中通过金属-有机蒸发沉积法使氧化物纳米材料生长于各种低廉的具有大面积的基片上，制造成本低廉。同时，因为未使用附加的金属催化剂，在制造过程中防止了由金属催化剂导致的杂质污染。

Claims (15)

1.一种包含基质的光催化剂，所述基质包括：

基片；以及

形成于基片上的氧化物纳米材料；

所述氧化物纳米材料具有通过在氧化物半导体纳米杆上沉积金属而形成的金属和氧化物半导体的异质连接结构。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述基片选自硅基片，玻璃基片，石英基片，兰宝石基片以及塑料基片。

3.根据权利要求2所述的光催化剂，其特征在于，所述氧化物纳米材料具有多壁结构。

4.根据权利要求3所述的光催化剂，其特征在于，所述具有多壁结构的氧化物纳米材料具有包含ZnO和TiO₂作为主要成分的同轴双壁结构。

5.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述金属通过溅射法或者热束或电子束沉积法被沉积在氧化物半导体纳米杆上。

6.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，使用的氧化物半导体包括ZnO作为主要成分，以及一种或多种选自Ni，Pt，Pd，Au，Ag，W，Ti，Al，In和Cu的金属。

7.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述的氧化物纳米材料垂直定向于基片上。

8.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，通过金属-有机化学蒸发沉积法，溅射法，热束或电子束蒸发法，脉冲激光沉积法，蒸发-相位转移法，以及化学合成法中任意一种方法，将所述氧化物纳米材料形成于基片上。

9.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述氧化物纳米材料具有5-200nm的直径以及0.5-100μm的长度。

10.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述氧化物纳米材料包含ZnO作为主要成分。

11.根据权利要求10所述的光催化剂，其特征在于，除ZnO作为主要成分之外，所述氧化物纳米材料包含一种或多种作为杂质的元素，该作为杂质的元素选自Mg，Cd，Ti，Li，Cu，Al，Ni，Y，Ag，Mn，V，Fe，La，Ta，Nb，Ga，In，S，Se，P，As，Co，Cr，B，N，Sb以及H。

12.根据权利要求10所述的光催化剂，其特征在于，所述氧化物纳米材料被选自MgO，CdO，GaN，AlN，InN，GaAs，GaP和InP的任一化合物涂覆。

13.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述氧化物纳米材料包含TiO₂作为主要成分。

14.根据权利要求13所述的光催化剂，其特征在于，除TiO₂作为主要成分之外，所述氧化物纳米材料包含一种或多种作为杂质的元素，该作为杂质的元素选自Mg，Cd，Zn，Li，Cu，Al，Ni，Y，Ag，Mn，V，Fe，La，Ta，Nb，Ga，In，S，Se，P，As，Co，Cr，B，N，Sb以及H。

15.根据权利要求13所述的光催化剂，其特征在于，所述氧化物纳米材料被选自MgO，CdO，GaN，AlN，InN，GaAs，GaP和InP的任一化合物涂覆。

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