[發明專利]一種可見光響應的光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210491837.1
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102962078A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 姚毅;林華;曾鴻鵠
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J37/10;C02F1/30;C02F103/30
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技術領域

本發明涉及一種可見光響應的復合氧化物光催化劑及其制備方法，屬于無機光催化材料領域。

背景技術

光催化可實現太陽能到化學能的轉化（如光催化分解水制氫），是獲得新能源的一個重要途徑。發展可有效吸收可見光（波長為400-700nm）的光催化材料是實現高效太陽能光催化轉化的前提，然而多數光催化材料的可見光吸收低。目前很多比較穩定的光催化劑其禁帶寬度都比較大，只能在紫外光區域響應，但是在太陽光中紫外光僅占３-４％，大量的是波長大于４00nm的可見光，因此傳統的TiO₂等光催化劑太陽光利用率低，同時在室內等弱光條件下其光催化性能很難發揮其效果。

方亮等公布了一種“可見光響應的復合氧化物光催化劑LiCuNb_1-xTa_xO_4?，(0≤x≤1)”（CN?102205246），這種光催化劑在可見光范圍內具有很好的光催化特性，在印染廢水的降解方面具有良好的使用價值。但是由于該光催化劑中含有堿金屬鋰，導致其容易水解。該光催化劑在試用過程中，開始的幾個小時呈現出良好的光催化降解行為，隨著時間的延長，光催化性能逐漸降低。經過成分和結構分析發現，其光催化性能的降低主要與鋰離子的脫溶有關。采用其他堿金屬離子對其進行取代，其穩定性未有較明顯的改善。

考慮到氧化銀也是一種很好的光催化材料，而銀的氧化物的穩定性要遠遠高于鋰的氧化物，因此可以通過銀取代鋰獲得長壽命的可見光光催化劑。

發明內容

本發明的目的就是采用銀取代“LiCuNb_1-xTa_xO₄”中的鋰，獲得一種長壽命的可見光響應的光催化劑，增加其在印染廢水中的穩定性。

本發明涉及的可見光響應的光催化劑的組成通式為：AgCuNb_1-xTa_xO₄，其中0≤x≤1。

上述可見光響應的光催化劑的制備方法步驟為：

（1）將硝酸銀、氧化銅、五氧化二鈮和五氧化二鉭按AgCuNb_1-xTa_xO₄化學式稱量配料，其中0≤x≤1；

?（2）將步驟（1）稱量好的原料放進高壓釜中，以氫氧化鉀為礦化劑，硝酸銀與氫氧化鉀的物質的量比為0.06～0.6，按照63～93%的填充率往高壓釜中加入相應體積的去離子水，調節原料的量，使氫氧化鉀的濃度為2～10?mol/L，用玻璃棒緩慢攪拌使氫氧化鉀溶解；

（3）把高壓釜密封以后，放入井式爐或者烘箱中，以每分鐘3～8攝氏度的升溫速度升至110～220攝氏度，保溫6～72小時，然后隨爐冷卻；

（4）把步驟（3）所得產物倒進容器，使用去離子水反復過濾洗滌，直至洗滌液成為中性，所得的粉體放入烘箱，在80～120攝氏度烘4～16小時。

所述硝酸銀、氧化銅、五氧化二鈮和五氧化二鉭為分析純。

本發明的有益效果是：采用銀取代“LiCuNb_1-xTa_xO₄”中的鋰，由于銀的存在不僅有效地增強了該催化劑的光催化性能，而且還大大提高了其在印染廢水中的穩定性。延長了該光催化劑的使用壽命并且使其容易回收。采用了水熱合成工藝制備了“AgCuNb_1-xTa_xO₄，其中0≤x≤1”可見光光催化劑，不僅減小了能源消耗、保證了其正確的化學配比，而且更增加了其在水中的穩定性。所得到的催化劑可以直接應用于處理印染行業的廢水。

具體實施方式

以下將通過實施例對本發明進行詳細描述，這些實施例只是出于實例性說明的目的，而并非用于限定本發明；下述硝酸銀、氧化銅、五氧化二鈮和五氧化二鉭為分析純。

實施例1：