[發明專利]一種炭質纖維修飾的水滑石片層負載磷酸銀的制備

有效

• 申請號: 201410068737.7
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103801341A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 馬建鋒;李良銀;鄒靜;姚超
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及環境污染控制新材料領域，尤其涉及一種炭質纖維修飾的水滑石片層負載磷酸銀的制備。

背景技術

隨著科技的發展，來自工農業生產中產生的毒害有機污染物嚴重威脅著環境和人類的健康，尋求一種新型高效的環境治理技術具有重要的意義。光催化技術因其節能、高效、污染物降解徹底、無二次污染優點，目前已成為一種具有重要應用前景的新興環境治理技術。近年來，新型高效的可見光光催化劑的研制成為光催化技術中的一個重要研究內容，其中具有表面等離子共振效應的光催化材料，因其獨特的表面物理化學性質和高效的可見光光催化性能，成為研究的熱點之一。

水滑石類化合物（LDHs）是由層間陰離子及帶正電荷層板堆積而成的化合物。水滑石化學結構通式為：[M²⁺_1-xM³⁺x(OH)₂]^x+[(A^n-)_x/n·mH₂O]，其中M²⁺和M³⁺分別為位于主體層板上的二價和三價金屬陽離子，如Mg^2＋、Ni²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Pd²⁺、Fe²⁺等二價陽離子和Al³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺等三價陽離子均可以形成水滑石；A^n–為層間陰離子，可以包括無機陰離子，有機陰離子，配合物陰離子、同多和雜多陰離子；x為M³⁺/(M²⁺+M³⁺)的摩爾比值，大約是4:1到2:1；m為層間水分子的個數。其結構類似于水鎂石Mg(OH)₂，由八面體共用棱邊而形成主體層板。位于層板上的二價金屬陽離子M²⁺可以在一定的比例范圍內被離子半價相近的三價金屬陽離子M³⁺同晶取代，使得層板帶正電荷，層間存在可以交換的的陰離子與層板上的正電荷平衡，使得LDHs的整體結構呈電中性。層間的陰離子可被交換，經過一系列改性，水滑石材料可以得到許多種性能各異的物質。

利用水滑石負載的催化劑，在目前催化研究領域中占有重要的位置。它具有制備工藝簡單、催化選擇性好、催化活性高、無污染、易與反應體系分離以及可循環使用等優點。但在水滑石負載催化劑的應用過程中還存在一些問題：比如水滑石將催化劑負載到層間后，層間距可能會有些增大，但由于水滑石是層結構，層與層之間是水平結構，層間距較小，中間還夾雜著催化劑晶體，另外還有層間結合水，嚴重影響了污染物向催化劑表面的擴散，導致催化劑表面不能完全被利用，而降低了催化效率。

磷酸銀是一種新型的可見光催化劑，該催化劑活性高，應用廣，可以用于各種有機物分解。但該催化劑穩定性差，在光作用下產生的空穴和光生電子容易復合，導致其重復利用率低。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種炭質纖維修飾的水滑石片層負載磷酸銀的制備。

本發明采用的技術方案是依次包括如下步驟：

1)將重量為10g、過80-100目篩的干燥水滑石粉末加入到50mL、濃度為200～400mmol/L的丙烯酸溶液中，攪拌1h，攪拌的同時，再加入20mL，濃度為100～180mmol/L的磷酸銀，繼續攪拌3h，將丙烯酸離子和銀離子交換到水滑石層間；

2)向上述體系中加入引發劑5～15mmol過硫酸銨，60～80℃下攪拌4-5h，發生聚合，在水滑石層間形成高分子纖維聚合物，沉淀分離，60～75℃烘干；

3)將得到的材料置于真空爐中，400～600℃下隔絕空氣煅燒2～3h，將其中的高分子纖維碳化，形成炭質纖維；

4）將煅燒后的產品置于700w微波爐中，微波輻照15～25min，利用微波爐的作用，局部加熱，將部分碳燒掉形成二氧化碳，將水滑石片層剝離；

5）將微波輻照過的產品加入到體積為50mL，濃度為20～40mmol/L的磷酸溶液中，攪拌2～4h，沉淀分離，80～105℃烘干即得到一種炭質纖維修飾的水滑石片層負載磷酸銀催化劑。