[發(fā)明專利]一種Ag2S/Ag3PO4復合光催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210308436.8
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102824921A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯建庭;龔維;鄧謙;蔡鐵軍;彭振山;謝濤
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學化工及環(huán)保工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Ag₂S/Ag₃PO₄復合光催化劑的制備方法，該復合光催化劑用于降解有機污染物具有高于純磷酸銀的光催化活性。

背景技術(shù)

半導體光催化技術(shù)可在室溫下直接利用太陽光將有機污染物氧化降解，或?qū)⑺纸庵茪洹Ｒ虼耍ㄟ^光催化方法，充分利用太陽光來降解有機污染物、分解水制氫，是解決目前環(huán)境污染和能源短缺問題的一條有利途徑。光催化劑的合理設(shè)計是決定光催化性能的核心因素，一般需要考慮兩個方面的問題：（1）量子效率。光催化過程中的光生電子－空穴容易復合，這將導致光催化劑的量子效率顯著降低，從而使其光催化活性顯著降低。（2）光吸收區(qū)間。紫外光只占太陽光總能量的4%左右，而可見光則占太陽光總能量的46%左右。因此，利用太陽能的關(guān)鍵在于利用太陽光中的可見光。從而，高效的可見光催化劑在當今環(huán)境保護和能源利用領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

2010年文獻首次報道，Ag₃PO₄半導體作為一種新型的具有高量子效率的可見光催化劑，其降解有機污染物的活性遠高于BiVO₄、AgBr、AgI和N摻雜TiO₂等常見的可見光催化劑。因此，Ag₃PO₄光催化劑引起了人們極大的研究興趣。然而，將Ag₃PO₄的可見光催化活性進一步提高以獲得更高性能的光催化劑具有較大的挑戰(zhàn)性。前人研究結(jié)果表明，選擇能帶結(jié)構(gòu)匹配的兩種半導體，將光催化劑設(shè)計成復合半導體的形式，可使光催化過程中的光生電子和空穴分別流向不同的半導體，從而使光生電子－空穴在空間上得以有效分離，籍此提高光催化活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過對Ag₃PO₄進行摻雜，制備比純Ag₃PO₄光催化活性更高的Ag₂S/Ag₃PO₄新型復合可見光催化劑的方法。

本發(fā)明方法包括如下順序的步驟：

（1）Ag₃PO₄光催化劑的制備：在室溫下，將AgNO₃水溶液、氨水、NaH₂PO₄水溶液一起攪拌，將得到的產(chǎn)物洗滌、干燥后，即得Ag₃PO₄光催化劑；

（2）Ag₂S/Ag₃PO₄復合光催化劑的制備：在室溫下，按照一定的S/P摩爾比，將步驟（1）所得Ag₃PO₄置于Na₂S水溶液中攪拌，將得到的產(chǎn)物洗滌、干燥后，再在一定的溫度下焙燒，所得產(chǎn)物即為Ag₂S/Ag₃PO₄復合光催化劑。

更具體地說，步驟（2）中，所述初始原料中的S/P摩爾比的范圍為0.05－0.40，焙燒溫度的范圍為250－350?℃。

本發(fā)明通過離子交換的方法在Ag₃PO₄表面摻雜Ag₂S，再進行焙燒，得到一系列新型的Ag₂S/Ag₃PO₄復合可見光催化劑，在將其應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解研究中發(fā)現(xiàn)，通過對初始原料的S/P摩爾比及焙燒溫度的簡單調(diào)控，可使復合光催化劑獲得比純Ag₃PO₄明顯要高的光催化活性。本發(fā)明提供的這種用于提高Ag₃PO₄光催化活性的方法具有簡單方便、易于操作的特點。本發(fā)明所得的這種Ag₂S/Ag₃PO₄可見光催化劑至今未見專利和文獻報道，這種新型的可見光催化劑在有機污染物氧化降解、水分解制氫等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為Ag₂S/Ag₃PO₄、Ag₃PO₄光催化劑的XRD圖。