CN108970601B - 一种具有氧化锌/二氧化钛异质结构的光催化涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层及其制备方法，该光催化涂层包括由直径为10～50nm的纳米ZnO晶粒堆积而成的ZnO堆簇，以及嵌入所述ZnO堆簇中的纳米TiO₂颗粒；所述ZnO堆簇呈团状结构，具有疏松多孔结构，直径为3～30μm。本发明采用热喷涂工艺，一步制备得到该光催化涂层，产物形貌及微观尺寸可控。本发明公开的光催化涂层，与基体的结合力强，且具有更大的光谱吸收范围，显著提高了光催化降解有机染料等污染物的效率。

Description

一种具有氧化锌/二氧化钛异质结构的光催化涂层及其制备 方法和应用

技术领域

本发明涉及光催化材料的技术领域，具体涉及一种具有氧化锌/二氧化钛异质结构的光催化涂层及其制备方法和应用。

背景技术

尽管地球表面上覆盖着近70％的水，但其中淡水资源仅占2.8％，除去当中存储在极地冰川等难以利用的75％，人类可利用淡水量尚不足地球总水量的1％，而这些珍贵的水资源长久以来一直受污染和浪费的威胁，很多饮用水净化技术和污水处理技术相继被开发出来。在诸种净化方法中，光催化技术作为一种可以利用太阳能驱动催化反应，具有高效、低能耗、适用范围广且具有深度氧化能力的方法，具有重要的应用前景。

其中，二氧化钛(TiO₂)是应用最为广泛的宽禁带半导体，具有无毒、催化活性高、氧化能力强、廉价易得等优点，但二氧化钛带隙相对较宽 (Eg＝3.2eV)只响应于紫外波长的光线照射，且产生的电子-空穴对容易复合，影响其催化活性，限制了它的实际应用。

氧化锌(ZnO)是一种带隙接近二氧化钛的直接半导体材料(3.37eV)，具有较高的激子结合能，常用做光电催化材料。ZnO具有与TiO₂类似的能带结构和物理性能，但同时也具有一些二氧化钛所没有的特性，如较高的量子产率和较高的电子迁移率，这十分有利于提高其光催化活性。ZnO 和TiO₂之间的能级相近，如果在界面区域存在量子尺寸的接触，可形成纳米肖特基结，能有效增大光生载流子的分离效率，抑制光生载流子的复合，并提高了光催化材料的稳定性，其耦合和协同作用可拓展光谱吸收范围，从而增加对可见光的利用率。

王暖霞等(王暖霞，孙承华，胡秀杰，陈萍，周树云，两步法合成 ZnO/TiO₂异质结构，材料工程，2008年10期。)采用电纺和水热两步法制备了ZnO/TiO₂异质结构，首先用电纺法制备了TiO₂薄膜纤维，然后用水热法在TiO₂薄膜纤维上生长ZnO结构。该制备方法需要多步工序，工艺复杂，且对设备要求高，不宜大规模成膜。

堵国君等(堵国君，王彦敏，胡培广，刘宏，刘铎，王继扬，ZnO@TiO₂纳米带表面异质结构的制备及表征，稀有金属，2009年12月)采用水热法和后续热处理法制备二氧化钛纳米带，然后通过液相合成法在纳米带表面组装了氧化锌纳米结构，制备了ZnO@TiO₂纳米带表面异质结构。经表征，所得产物是TiO₂纳米带表面组装了ZnO纳米花，TiO₂纳米带的宽度为50～200nm，长度达到几十微米，而ZnO纳米花长为500nm的骨苞上长有200nm左右的花瓣。该制备方法虽然得到了自组装的TiO₂-ZnO纳米结构，但只适合小范围制备，而且反应条件可控性较差。

因此，要实现具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的大规模生产应用，亟待开发一种光催化性能更加优异、具有新型结构的光催化涂层，以及具有低成本、成膜质量高、大规模、适合工业化生产的涂层制备技术。

发明内容

本发明公开了一种新型结构的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层，与基体的结合力强，且具有更大的光谱吸收范围，显著提高了光催化降解有机染料等污染物的效率。本发明还公开了该光催化涂层的制备工艺，采用热喷涂工艺，一步制备得到该光催化涂层，产物形貌及微观尺寸可控。

具体技术方案如下：

一种具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层，包括由直径为10～50nm 的纳米ZnO晶粒堆积而成的ZnO堆簇，以及嵌入所述ZnO堆簇中的纳米 TiO₂颗粒；

所述ZnO堆簇呈团状结构，具有疏松多孔结构，直径为3～30μm。

所述光催化涂层中，ZnO与TiO₂的质量比为5～20:1；所述TiO₂至少包含锐钛矿型纳米TiO₂。

所述光催化涂层的厚度为1～20μm，表面粗糙度为Ra0.2～2μm。

进一步地，经Tauc模型拟合计算，所述光催化涂层的近似带隙宽度为2.80～3.01eV。

通过对比纯ZnO样品(3.11eV)以及纯TiO₂(P25)样品(3.15eV) 的近似带隙宽度数据可知，本发明制备的光催化涂层的近似带隙宽度明显变小，证明在光催化涂层中形成了ZnO/TiO₂异质结构。

本发明还公开了所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，步骤包括：

(1)以无水乙醇-水为溶剂，配制锌盐溶液，并调节所述锌盐溶液的 pH值至4～6，再加入表面活性剂和纳米二氧化钛颗粒，得到喷涂原料；

(2)经液料热喷涂，将所述喷涂原料沉积到基体表面，得到所述具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层。

本发明通过热喷涂工艺，优选采用等离子喷涂工艺，以纳米TiO₂颗粒混合的锌盐溶液的前驱体悬浮液作为喷涂原料，利用喷涂过程中原料的化学反应并沉积到基体上，实现了一步法制备得到产物形貌及微观尺寸可控的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层。

通常情况下，纳米粉末不能直接进行涂层喷涂制备，这主要是由于纳米颗粒粒径小、质量轻，喷涂过程中易团聚而堵塞送粉管，且加速动能小，很难在基材上沉积成涂层；此外，纳米粉末比表面积大、粉体活性高，喷涂过程中易使颗粒晶粒尺寸长大而失去原有的纳米特性。为克服上述困难，本发明采用将纳米粉末配制成悬浮液代替传统喂料方式进行液相热喷涂，避免了传统热喷涂工艺中纳米颗粒粒径小，质量轻，喷涂过程中易团聚而堵塞送粉管等问题。同时，液相热喷涂工艺的喷涂过程中溶剂对纳米颗粒其良好的保护作用，避免了纳米颗粒的晶粒尺寸长大和高温下相变等问题。

具体地，以锌盐溶液作为原料进行涂层制备，将纳米粉末制备及涂层制备过程一体化，既避免了纳米粉末制备过程中繁琐的流程，也不会出现传统热喷涂工艺中纳米粉体晶粒长大与损耗。由于钛盐对溶剂的选择性不同于锌盐，直接以溶液形式复合难以实现，且容易形成中间相。为了进一步得到具有微-纳米结构的ZnO/TiO₂异质结构，本发明进一步通过在锌盐溶液中直接掺杂二氧化钛纳米粒子，改善了液料雾化过程，提高了涂层与基体的结合强度，同时熔融或半熔二氧化钛颗粒被均匀包覆在ZnO纳米颗粒中，有效实现两种宽禁带半导体材料的复合，制备的光催化涂层中为多孔结构且具有一定的异质结，从而产生耦合协同作用，有望显著提高复合涂层的光催化活性。进一步地，通过控制喷涂原料中二氧化钛纳米颗粒的固含量、锌盐溶液浓度及表面活性剂的质量比、喷涂功率等参数有效控制最终涂层的形貌和相组成分数等特征参数。步骤(1)中，

优选地：

所述溶剂中，无水乙醇与水的体积比为1～4：1；

所述锌盐溶液中的锌盐选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的至少一种；

所述锌盐溶液的浓度为0.1～1mol/L。

优选地：

所述表面活性剂选自聚乙二醇、聚乙烯亚胺、柠檬酸铵、聚丙烯酸中的至少一种；

以所述喷涂原料中纳米二氧化钛质量计，所述表面活性剂的质量百分含量为5～20％。

所述锌盐与纳米二氧化钛颗粒的质量比为5～100：1。

进一步优选，所述锌盐溶液的浓度为0.5mol/L，所述锌盐与纳米二氧化钛颗粒的质量比为13.75～55.75：1。

步骤(2)中：

优选地：

所述基体选自氧化铝、45钢、316L不锈钢、抛光硅片或载玻片，所述基体使用前需经过预处理；

所述液料热喷涂包括液料雾化和热喷涂。

液料热喷涂过程中，喷涂原料，即液料，首先经由喷枪上的雾化喷嘴雾化成细小的雾滴，然后进入高温高速焰流，进行热喷涂，经过雾滴中的溶剂的挥发和燃烧及溶质的析出和分解等一系列物理、化学反应后形成细小的固体颗粒沉积在基体表面形成涂层。

优选地，所述液料雾化的工艺条件为：液料喷嘴直径为

液料流量为50～150mL/min，液料与焰流所成的角度为90°。

本发明中，液料流量对于最终制备的光催化薄膜中异质结的形成起到关键作用，经试验发现，当液料流量超出上述优化范围时，将无法获得异质结构，较小的流量会削弱液料同焰流的二次雾化和加热过程，影响ZnO 生成与结晶。

优选地，所述热喷涂为等离子喷涂，在等离子高温急冷条件下形成的氧空位缺陷及ZnO-TiO₂异质结构使带隙变窄，扩大光谱吸收范围的同时减少光生载流子复合，从而使得涂层光催化降解有机染料等污染物的能力得到提升。

所述等离子喷涂的工艺参数为：

电流为500～700A，电压为45～60V，喷涂距离为60～100mm，等离子喷枪移动速度为200～600mm/s，涂层喷涂遍数为1～10遍。

进一步优选，所述液料流量为100～120mL/min，该液料流量范围内，再结合上述优化的原料配比及等离子喷涂工艺，制备得到的ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的近似带隙宽度为2.88～2.93eV。

本发明还公开了所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层在光催化降解有机污染物领域中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明采用热喷涂工艺，以纳米二氧化钛粉末与锌盐溶液为原料配制喷涂原料，通过严格控制液料流量，再优化其它热喷涂工艺参数，经一步法制备得到具有微-纳米结构的ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层，该光催化涂层有效实现了ZnO和TiO₂两种宽禁带半导体材料的耦合和协同作用，具有更大的光谱吸收范围，显著提高了光催化降解有机染料等污染物的效率。进一步地，通过对热喷涂工艺参数的精确调控，可以实现对光催化涂层的形貌及微观尺寸的有效调控。

附图说明

图1为本发明具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备流程图；

图2为实施例1～5中分别制备的光催化涂层的XRD图谱，并给出对比例 1～3分别制备涂层的XRD图谱作为对比；

图3为实施例1～5及对比例3中分别制备的光催化涂层的低倍(5000倍) SEM微观形貌图，依次对应(a)～(f)；

图4为实施例3制备的光催化涂层的高倍(100000倍)SEM微观形貌图 (a)和断面SEM微观形貌图(b)；

图5为实施例1～5中分别制备的光催化涂层在紫外-可见光范围内的漫反射吸收光谱曲线，并给出对比例1～3分别制备涂层的漫反射吸收光谱曲线作为对比；

图6为实施例1～5中分别制备的光催化涂层的漫反射吸收光谱的Tauc模型曲线，并给出对比例1～3分别制备涂层的曲线作为对比。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

本实施例中，选择基体材料为厚度约为2mm的316L不锈钢片，该基体上ZnO/TiO₂复合涂层厚度约为5μm，其中TiO₂与ZnO质量比为1:20，涂层为ZnO晶粒和P25颗粒堆垛包覆而成的疏松表面，呈团状结构，直径为3～30μm，其中ZnO晶粒尺寸范围为10～50nm。本实施例中，以P25 为原料，经等离子喷涂工艺后，二氧化钛颗粒在涂层中呈均匀分散的纳米颗粒，伴有少量受热熔融烧结得到的亚微米尺寸的颗粒。该复合微纳米结构的ZnO/TiO₂涂层的制备流程如图1所示，具体制备方法如下：

1、首先将市售的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O加入到无水乙醇与去离子水等体积比溶剂中，搅拌均匀，配成0.5mol/L的醋酸锌溶液，用冰醋酸把上述醋酸锌溶液的pH值调节至6左右，溶液澄清后，将占锌盐质量0.09wt％的表面活性剂聚乙二醇(PEG400)加入到醋酸锌溶液中，搅拌均匀，得到混合溶液，将与Zn(CH₃COO)₂·2H₂O质量比为1.8wt％的纳米二氧化钛粉末(P25)加入到混合溶液中，超声分散5min，磁力搅拌0.5h，得到悬浮液，即为喷涂原料；

2、将不锈钢基体依次用丙酮、无水乙醇、去离子水进行清洗，用60 目棕刚玉砂喷砂处理，粗化表面，压缩空气压力约为0.7MPa，最后用压缩空气吹净基体表面；

3、采用等离子喷枪外送料方式，在蠕动泵作用下，一定量液料通过

喷嘴，垂直送入焰流根部。液料在等离子焰流高温高速作用下雾化破碎、蒸发、浓缩、沉淀、烧结、熔融、固化，在基体表面形成厚度约为5μm的涂层。其中，等离子喷涂枪的喷涂参数为：电流500A，电压50V，喷涂液料流量100mL/min，喷涂距离为80mm，等离子枪横向速度 400mm/s，涂层喷涂次数3遍。

对比例1

本对比例在制备喷涂原料时未加入二氧化钛纳米颗粒和表面活性剂，即仅以0.5mol/L的Zn(CH₃COO)₂溶液作为原料喷涂，步骤2～3与实施例 1中完全相同。

实施例2

本实施例中，选择基体材料为厚度约为2mm的316L不锈钢片，该基体上ZnO/TiO₂复合涂层厚度约为5μm，其中TiO₂与ZnO质量比为1:10，涂层为ZnO晶粒和P25颗粒堆垛包覆而成的疏松表面，其中ZnO晶粒尺寸范围为10～50nm。该复合微纳米结构的ZnO/TiO₂具体制备方法如下：

1、首先将市售的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O加入到无水乙醇与去离子水等体积比溶剂中，搅拌均匀，配成0.5mol/L的醋酸锌溶液，用冰醋酸把上述溶液的pH值调节至6左右，溶液澄清后，将占锌盐质量0.18wt％的表面活性剂聚乙二醇(PEG400)加入到溶液中，搅拌均匀，将与 Zn(CH₃COO)₂·2H₂O质量比为3.6wt％的纳米二氧化钛粉末(P25)加入到 Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶液中，超声分散5min，磁力搅拌0.5h，得到悬浮液，即为喷涂原料；

2、将不锈钢基体依次用丙酮、无水乙醇、去离子水进行清洗，用60 目棕刚玉砂喷砂处理，粗化表面，压缩空气压力约为0.7MPa，最后用压缩空气吹净基体表面；

3、采用等离子喷枪外送料方式，在蠕动泵作用下，一定量液料通过

喷嘴，垂直送入焰流根部。液料在等离子焰流高温高速作用下雾化破碎、蒸发、浓缩、沉淀、烧结、熔融、固化，在基体表面形成厚度约为5μm的涂层。其中，等离子喷涂枪的喷涂参数为：电流500A，电压50V，喷涂液料流量120mL/min，喷涂距离为80mm，等离子枪横向速度 400mm/s，涂层喷涂次数3遍。

实施例3：

本实施例中，选择基体材料为厚度约为2mm的316L不锈钢片，该机体上ZnO/TiO₂复合涂层厚度约为5μm，其中TiO₂与ZnO质量比为1:5，涂层为ZnO晶粒和P25颗粒堆垛包覆而成的疏松表面，其中ZnO晶粒尺寸范围为10～50nm。该复合微纳米结构的ZnO/TiO₂具体制备方法如下：

1、首先将市售的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O加入到无水乙醇与去离子水等体积比溶剂中，搅拌均匀，配成0.5mol/L的醋酸锌溶液，用冰醋酸把上述溶液的pH值调节至6，溶液澄清后，将占锌盐质量0.36wt％的表面活性剂聚乙二醇(PEG400)加入到溶液中，搅拌均匀，将与Zn(CH₃COO)₂·2H₂O 质量比为7.2wt％的纳米二氧化钛粉末(P25)加入到Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶液中，超声分散5min，磁力搅拌0.5h，得到悬浮液；

2、将不锈钢基体依次用丙酮、无水乙醇、去离子水进行清洗，用60 目棕刚玉砂喷砂处理，粗化表面，压缩空气压力约为0.7MPa，最后用压缩空气吹净基体表面；

3、采用等离子喷枪外送料方式，在蠕动泵作用下，一定量液料通过

喷嘴，垂直送入焰流根部。液料在等离子焰流高温高速作用下雾化破碎、蒸发、浓缩、沉淀、烧结、熔融、固化，在基体表面形成厚度约为5μm的涂层。其中，等离子喷涂枪的喷涂参数为：电流500A，电压50V，喷涂液料流量100mL/min，喷涂距离为80mm，等离子枪横向速度 400mm/s，涂层喷涂次数3遍。

对比例2

本对比例，步骤1中，配制无水乙醇与去离子水等体积比混合溶剂，但仅不再添加醋酸锌，即配备相同固含量的纳米二氧化钛粉末(P25)悬浮液作为液料。步骤2～3与实施例3中完全相同。

对比例3

本对比例，步骤1中，配制无水乙醇与去离子水等体积比混合溶剂，配备等质量比的纳米氧化锌粉末(颗粒直径30±10nm)与纳米二氧化钛粉末(P25)悬浮液作为液料，悬浮液中固含量为40g/L。步骤2～3与实施例3中完全相同。

实施例4

制备工艺流程与实施例3中完全相同，区别仅在于将步骤3中喷涂液料流量替换为50mL/min。

实施例5

制备工艺流程与实施例3中完全相同，区别仅在于将步骤3中喷涂液料流量替换为150mL/min。

对以上各实施例制备的产品进行物相分析、微观形貌观察及涂层表面元素分布测试，测试方法及结果如下：

1、物相分析：将涂层样品平放至与样品台平齐，利用X射线衍射仪对其晶体结构进行检测。

实施例1、2、3、4、5相比较，喷涂后制备的产品主要含有锐钛矿相和金红石相的TiO₂和纤锌矿相的ZnO，由于涂层厚度较小，出现不锈钢基体的奥氏体相。与直接由P25悬浮液喷涂(对比例2)制备的涂层相比，锐钛矿与金红石相的比例有不同程度的提高。随着二氧化钛含量的增加，涂层中锐钛矿相的比例逐渐先增后减。对于直接喷涂氧化锌与二氧化钛混合悬浮液的涂层(对比例3)，出现了新的TiZn₂O₄相。实施例4中也出现了新的TiZn₂O₄相，且涂层中二氧化钛结晶程度较小。实施例5中，虽然没有出现TiZn₂O₄相，但涂层中二氧化钛结晶程度同样较小，而且锐钛矿相的比例相比于实施例1、2、3剧减。如图2所示，由谢乐公式计算可得出，各涂层中ZnO颗粒的尺寸大小未发生明显变化，平均晶粒尺寸在20nm 左右。

2、微观结构分析：取涂层样品，用导电胶固定在样品台上，喷Au 后，利用场发射扫描电子显微镜观测其涂层表面或断面微观组织结构。

从图3(a)～(e)中可见，涂层表面形貌呈溶液喷涂涂层典型的花椰菜结构，即纳米ZnO堆簇呈团状结构，具有一定的疏松孔隙，但“花椰菜”中含有少量TiO₂球状颗粒，涂层部分区域内可见未熔TiO₂团聚，且随着二氧化钛含量增加，球形颗粒比例增大。从图4中(a)图的高倍图像中可以知道纳米氧化锌直径非常小，约为10～50nm，而在ZnO颗粒中间，混有少量TiO₂球形颗粒。对于涂层的垂直结构，可以从图4中(b)图中看出涂层由纳米颗粒堆积而成，层间具有一定的孔隙。

从图3(f)中可见，涂层中，TiO₂球形颗粒呈大颗粒的团聚状态，未能均匀分散于纳米ZnO堆簇之间。

3、涂层光谱吸收曲线：取涂层样品，固定在样品架上，以BaSO₄为空白，测试涂层波长在200-800nm范围内的吸光度，并根据Tauc模型拟合计算，得出涂层的近似带隙宽度。

从图5中可以得知，在波长小于400nm的紫外光波段，ZnO/TiO₂复合涂层(实施例1～5)吸收曲线与溶液前驱体喷涂的ZnO涂层接近，而高于P25涂层样品；在波长大于400nm的可见光波段，ZnO/TiO₂复合涂层吸收曲线接近于P25涂层样品，而高于ZnO涂层样品。ZnO/TiO₂复合涂层吸收谱线相比于单一组分样品，吸收边呈红移趋势。进一步从图6和下表1中可知，ZnO/TiO₂复合涂层样品带隙宽度在2.88～3.01eV范围内，明显小于单一组分的ZnO样品(3.11eV)、P25样品(3.15eV)及ZnO与TiO₂混合悬浮液样品(3.17eV)。对实施例4涂层，较低的液料流量一方面不利于涂层沉积，另一方面较高的单位热输入易产生第二相反应，不利于 ZnO/TiO₂异质结构的形成，这也是其带隙值偏高的原因(3.01eV)。对实施例5涂层，较高的液料流量使得喷涂过程中液流射入扰乱等离子弧焰，一方面降低了涂层的均一性，另一方面有大比例的液料未经热源作用直接混入涂层中，影响涂层整体结构。对比例3较大的带隙值说明ZnO和TiO₂纳米颗粒的机械混合不能形成纳米颗粒的均匀分布，掺入的TiO₂纳米颗粒极易在悬浮液中以亚微米级的团聚形式存在(如图3中(f))，也容易发生烧结反应生成第二相，更不会有异质结的形成。

下表1为根据图6中各涂层的漫反射吸收光谱的Tauc模型曲线计算得出的带隙值。

表1

Claims (6)

1.一种具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述光催化涂层包括由直径为10~50nm的纳米ZnO晶粒堆积而成的ZnO堆簇，以及嵌入所述ZnO堆簇中的纳米TiO₂颗粒；所述光催化涂层中，ZnO与TiO₂的质量比为5~20：1；

所述ZnO堆簇呈团状结构，具有疏松多孔结构，直径为3~30μm；

经Tauc模型拟合计算，所述光催化涂层的带隙宽度为2.88~3.01eV；

所述光催化涂层的制备方法包括步骤：

（1）以无水乙醇-水为溶剂，配制锌盐溶液，并调节所述锌盐溶液的pH值至4~6，再加入表面活性剂和纳米二氧化钛，得到喷涂原料；

（2）经液料热喷涂，将所述喷涂原料沉积到基体表面，得到所述具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层；

所述锌盐溶液中的锌盐选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的至少一种；

所述锌盐与纳米二氧化钛的质量比为5~100：1；

所述液料热喷涂包括液料雾化和热喷涂，其中液料雾化时液料流量为100~120mL/min。

2.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中：

所述溶剂中，无水乙醇与水的体积比为1~4：1；

所述锌盐溶液的浓度为0.1~1mol/L。

3.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中：

所述表面活性剂选自聚乙二醇、聚乙烯亚胺、柠檬酸铵、聚丙烯酸中的至少一种；

以所述喷涂原料中纳米二氧化钛的质量计，所述表面活性剂的质量百分含量为5~20%。

4.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中：

所述基体选自氧化铝、45钢、316L不锈钢、抛光硅片或载玻片，所述基体使用前需经过预处理。

5.根据权利要求1所述的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述液料雾化的工艺条件为：液料喷嘴直径为φ0.2~0.5mm，液料与焰流所成的角度为90°；

所述热喷涂为等离子喷涂，工艺参数为：

电流为500~700A，电压为45~60V，喷涂距离为60~100mm，等离子喷枪移动速度为200~600mm/s，涂层喷涂遍数为1~10遍。

6.一种根据权利要求1所述的制备方法得到的具有ZnO/TiO₂异质结构的光催化涂层在光催化降解有机污染物领域中的应用。

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