本发明涉及压电光催化剂领域，具体涉及一种zno纳米压电光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、近年来，合成染料、酚类化合物、有机磷酸盐及其衍生物以及抗生素等各种环境污染物已成为人类健康的重大威胁。为了解决该问题，人们广泛探索了光催化降解、吸附、生物处理、絮凝沉淀等多种处理技术来消除水中的有机污染物。在这些方法中，半导体光催化被认为是一种很有前途的高级氧化工艺(advanced oxidation process，简称aops)，该方法具有优越的稳定性、高效率和绿色可持续性。
2、然而，半导体光催化仍然面临着一些巨大的挑战，例如，现有的光催化剂的迁移效率低，光生载流子极易发生复合，导致氧化还原性能差。因此，寻找各种方法来提高光催化剂的性能是值得广泛研究的。
3、近年来，压电光催化的概念被提出并得到了长足的发展。压电材料受到应力作用，因晶体结构改变形成非零偶极矩进而产生的压电电势有利于促进光生电荷分离和转移，已然成为提升光催化效率的关键途径。将压电材料与光催化剂组合成的复合材料置于污染水体中，在超声、水流、波浪等机械能与光照的协同作用下，压电电势能够持续促进光催化剂表面产生的自由电荷分离与转移，进而与水分子或水中溶解的氧气反应生成·oh、·o2-等自由基，达到净化水体的效果。由于zno同时具有压电和半导体特性，所以晶体中产生的压电势可显著影响界面/结区的载流子传输，只需要一种材料即可实现压电光催化。
4、受益于晶体的各向异性，具有多个晶面的纳米催化剂通常展现出晶面依赖的物理和化学特性(如几何结构、表面电子结构、表面内置电场和氧化还原活性位点等)，导致各个晶面的能级不同，从而使电子和空穴可以单向传输到不同晶面，提高其光生载流子传输效率。通过晶面调控策略可以在催化剂表面暴露出高催化活性的晶面。
5、中国专利cn117398988a公开了一种提高zno表面光电压的制备方法，此发明在制备zno过程中添加富勒烯(c60和c70)，能对zno的晶体结构、光学性质等产生影响，并且通过zno与富勒烯的相互作用，达到光催化性能的增强。同时，此发明操作简便，绿色环保且易于实现。此发明提高了光生载流子的产生效率，但是对光生载流子的分离与传输没有明显的促进作用，性能提高有限。
6、中国专利cn111921517a公开了一种泡沫陶瓷基zno纳米棒阵列的制备方法，所得催化剂具有优良的光解水活性及稳定性。在泡沫陶瓷基底上直接生长zno纳米棒阵列，利用泡沫陶瓷相互贯通的孔道结构，并借助催化环境中的自然微小能量(流体机械能)在泡沫陶瓷孔内产生涡流，使zno阵列反复变形，这能有效地促进光生电荷的分离并降低光生电子-空穴对的复合，提高光催化性能。然而，上述专利制备是在zro2陶瓷上生长zno纳米棒，在实际使用中极易堵塞孔道，使整体性能极大地降低。同时，zno纳米棒极易脱落，也限制了其使用。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种zno纳米压电光催化剂及其制备方法和应用，有效解决现有技术中所存在的问题。
2、为了实现上述目的或者其他目的，本发明提供了一种一种zno纳米压电光催化剂及其制备方法和应用，通过以下技术方案实现。
3、一种zno纳米压电光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）将锌源加热进行脱去结晶水处理，得到无水锌源，进行密封保存；
5、（2）取无水锌源加入溶剂，在搅拌下逐渐升温至锌源完全溶解，继续保温至产生白色沉淀，在产生白色沉淀后继续搅拌使反应完全；
6、（3）将步骤（2）所获得的白色沉淀使用无水乙醇洗涤后，烘干，获得白色络合物前驱体；
7、（4）取步骤（3）获得的白色络合物前驱体，加入混合溶剂，搅拌至溶解均匀；
8、（5）将步骤（4）所得溶液进行水热反应；
9、（6）反应结束后，取出反应产生的白色沉淀，洗涤、干燥后获得不同晶面暴露比例多晶面暴露的zno，即为zno纳米压电光催化剂。
10、进一步地，所述锌源选自氯化锌、二水合乙酸锌、氢氧化锌、七水合硫酸锌、六水合硝酸锌中的一种或多种。
11、进一步地，步骤（2）中溶剂选自丙三醇（甘油）、异丙醇、正丁醇、乙二醇、乙酸乙酯、二乙二醇丁醚中的一种或多种。
12、进一步地，步骤（1）中加热温度为80℃~200℃。
13、进一步地，步骤（2）中无水锌源与溶剂的质量体积比为1：（1~100），即1g无水锌源加入溶剂体积为1~100 ml。
14、进一步地，步骤（2）中，在产生白色沉淀后继续搅拌反应10~60 min。
15、进一步地，步骤（3）中烘干温度为40~150℃，烘干6 h~72 h。
16、进一步地，步骤（4）中，白色络合物前驱体与混合溶剂的质量体积比为1：（1~100），即1g白色络合物前驱体加入混合溶剂体积为1~100 ml。
17、进一步地，步骤（4）中混合溶剂选自水和醇的混合溶剂。优选地，混合溶剂中水与醇的体积比为1：20~20：1。更优选地，水和醇的混合溶剂选自水和乙醇的混合溶剂，或水和异丙醇混合溶剂，或水和正丁醇混合溶剂的一种。
18、进一步地，步骤（5）中，水热反应时间为2 h~24 h。
19、进一步地，步骤（5）中，水热反应温度为80℃~200℃。
20、进一步地，步骤（6）中洗涤时分别使用去离子水和乙醇进行洗涤。洗涤结束后在40℃~120℃下进行干燥。
21、本发明还提供了一种采用上述方法制备的zno纳米压电光催化剂。所获得的zno纳米压电光催化剂为六角片状。本发明制备的zno纳米压电光催化剂有着两种不同的暴露晶面，两晶面间可形成晶面结，使电子和空穴分别向两种晶面传输，提高了电子和空穴的分离传输效率，降低了材料内部和表面的电子和空穴复合概率，提升了压电光催化的性能。同时本发明中zno纳米压电光催化剂的晶面暴露比可通过调节反应参数进行调节。
22、本发明第三方面提供了一种zno纳米压电光催化剂在压电光催化剂领域中的应用。
23、本发明提供了一种zno纳米压电光催化剂及制备方法，本发明中利用溶胶凝胶法和溶剂热法，通过实验参数的调节，制备了不同厚度的zno六角片。本发明制备的晶面暴露比例可调节的zno纳米压电光催化剂通过晶面工程和压电效应的协同作用，大幅度提高了zno光催化剂的载流子传输效率，晶面效应与外加的压电场使光生电子和空穴进行单向传输，显著降低了光生载流子复合，促进了光生载流子转移，生成大量超氧自由基、羟基自由基和空穴，从而赋予其对水中有机物的强降解能力，从而快速去除水中的有机染料和抗生素，该体系产生的氧化电位高的自由基也可以处理水中其它难降解的有机物或产氢。
1.一种zno纳米压电光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下技术特征的一项或多项：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中无水锌源与溶剂的质量体积比为1：（1~100）。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，白色络合物前驱体与混合溶剂的质量体积比为1：（1~100）。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，水热反应时间为2 h~24 h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，水热反应温度为80℃~200℃。
7.权利要求1至6任一项所述制备方法所制备的zno纳米压电光催化剂。
8.权利要求1至6任一项所述制备方法所制备的zno纳米压电光催化剂在压电光催化剂领域中的应用。
