[發(fā)明專利]可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)納米磷酸銀催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210341324.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102826531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金庫(kù);羅重霄;王建棟;謝洪珍;張琦;賀加洛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/37
• 分類號(hào): C01B25/37;B01J27/18;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)的納米磷酸銀催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

生活中的水體污染、空氣污染等時(shí)刻都在威脅人們的健康，水體中的有害有機(jī)物，家具和涂料中釋放的醛類、酚類、醇類等有害物質(zhì)對(duì)人們健康的傷害受到高度重視。如何減少污染，保護(hù)環(huán)境成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問(wèn)題。因此，可以降解有害有機(jī)物的光催化劑的制備成為粉體科研的熱點(diǎn)之一。目前使用最廣、研究最多的光催化劑是銳鈦型二氧化鈦納米粉體，因?yàn)槠涑錾纳锵嗳菪裕踩珶o(wú)毒，低廉的價(jià)格和突出的光催化性能而受到眾多關(guān)注。但是不足之處在于銳鈦礦型二氧化鈦納米粉體的禁帶寬度較寬，所以在使用時(shí)需用特定波長(zhǎng)的紫外光激發(fā)(λ＜387nm)，而太陽(yáng)光中紫外光區(qū)的能量不到總能量的5％，若使用太陽(yáng)光直接催化降解有機(jī)污染物，其效果并不理想。為了解決這一問(wèn)題，可由太陽(yáng)光直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)行催化作用的磷酸銀催化劑成為了目前光催化研究的研究熱點(diǎn)。目前，關(guān)于磷酸銀光催化劑報(bào)道已有很多，如付賢智等人制備的新型可見(jiàn)光催化劑磷酸銀(中國(guó)專利，200910306562.8)；李新勇等人制備的可見(jiàn)光光催化劑銀和磷酸銀(中國(guó)專利，201010561326.3)；馬建鋒等人制備的負(fù)載型磷酸銀光催化劑(中國(guó)專利，201210041469.0；中國(guó)專利，201210041455.9；中國(guó)專利，201210089707.5)；馬培艷等人制備的一種高效可見(jiàn)光催化劑磷酸銀(中國(guó)專利，201010516084.6)；楊小飛等人制備的一種石墨烯/磷酸銀復(fù)合可見(jiàn)光光催化劑(中國(guó)專利，201210085277.X)。這些方法雖然可以解決直接使用二氧化鈦納米粉體所帶來(lái)的問(wèn)題，但是普遍存在著工藝復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格高，催化效果不理想等諸多問(wèn)題，難以在工業(yè)上得到大規(guī)模應(yīng)用，而且對(duì)于可見(jiàn)光的利用率不高，不符合綠色化學(xué)和低碳社會(huì)要求。

眾所周知，提高催化劑的比表面積是最直接也是最便捷的促進(jìn)催化劑催化效果的手段之一，但是近年來(lái)，納米磷酸銀催化劑卻鮮有報(bào)道，主要是納米磷酸銀的比表面積較大，導(dǎo)致其活性非常的高，在制備時(shí)，常常在納米磷酸銀產(chǎn)生時(shí)就發(fā)生了分解。所以導(dǎo)致制備能穩(wěn)定存在的納米磷酸銀光催化劑變得非常的困難。

4Ag₃PO₄+6H₂O+12h⁺+12e^-→12Ag+4H₃PO₄+3O₂

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有磷酸銀及其復(fù)合產(chǎn)物制備和使用中的不足，創(chuàng)造性的提出了一種納米磷酸銀催化劑的制備方法，通過(guò)使用不同光源照射和微量注射反應(yīng)物的方法，制備出了穩(wěn)定的納米磷酸銀光催化劑。該方法著眼于制備出穩(wěn)定的納米磷酸銀光催化劑，同時(shí)大幅度提高光催化劑的催化性能和使用效率。由于本方法所制備的磷酸銀顆粒為球簇結(jié)構(gòu)，單體直徑在20～60nm，整體直徑在60～300nm。由于比表面積效應(yīng)，其表面能很大，活性很高，可以有效地提高催化劑的催化性能，單位質(zhì)量的納米光催化劑的催化效率是普通磷酸銀(直徑在500nm～2μm)的5～20倍。并且由于球簇結(jié)構(gòu)而使得該催化劑可以更容易的吸附催化對(duì)象，可以進(jìn)一步的優(yōu)化催化效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種新型可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)的納米磷酸銀催化劑的制備方法，獲得催化性能優(yōu)越，穩(wěn)定存在的新型納米光催化劑，解決現(xiàn)有純二氧化鈦或者負(fù)載二氧化鈦的催化劑可見(jiàn)光催化效果不理想，市場(chǎng)上常見(jiàn)的磷酸銀催化劑可見(jiàn)光利用率低，催化過(guò)程緩慢等問(wèn)題，同時(shí)有效的降低降解單位體積催化對(duì)象時(shí)磷酸銀的使用量，提高催化劑的使用效率，降低催化劑的使用成本。

本發(fā)明提出一種可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)納米磷酸銀催化劑的制備方法，其具體步驟為：1)使用硝酸銀溶液和氨水配制銀氨溶液；2)將配制好的磷酸根源溶液放入到燒杯中，加入適量表面活性劑。3)在不同光源照射下，使用微量注射器(量程為1μL)將銀氨溶液加入到磷酸根源溶液中。4)沉淀經(jīng)離心洗滌后收集。具體制備條件為：1)表面活性劑的加入質(zhì)量：銀源和磷酸根源質(zhì)量的0.5～10％；2)所使用的模板劑為脂肪醇類、聚乙二醇類、聚乙烯醇類、醇酰胺類、烷基胺類、烷基苯酚類、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽或其混合物。3)所使用的光源暗場(chǎng)、紫光、藍(lán)光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：