[發明專利]一種表面組裝線狀銀光催化劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410075403.2
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103769165A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 滕飛;肖建云;張桐瑜;陳敏東
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/06;A62D3/17;A62D3/38
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;袁靜

技術領域

本發明涉及新型催化劑領域，具體一種表面組裝線狀銀催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

光催化的研究中，1972年，日本科學家Fujishima等發現TiO₂單晶電級可以實現光催化分解水（Fujishima,1972），后來又發現納米TiO₂具有光催化降解有機物的能力，并且具有較高的穩定性、無毒無污染等突出的優點，在光催化領域得到廣泛而深入的研究。但是二氧化鈦僅對紫外線響應，為了更大限度地利用陽光中43%的可見光，人們期待能開發出更高效的可見光響應型光催化劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種表面組裝線狀銀光催化劑的制備方法，該方法簡單易行、利于商業化生產。

本發明的另一目的是提供上述方法制備的表面組裝線狀銀光催化劑，在可見光下具有較高的光催化活性。

本發明的再一目的是提供上述表面組裝線狀銀光催化劑在有機污染物降解方面的應用。?

一種表面組裝線狀銀光催化劑的制備方法，包括如下步驟：將銅微米線、烏洛托品和聚乙烯吡咯烷酮依次加入水中，超聲震蕩，得到銅分散液；將硝酸銀水溶液加入所述銅分散液中，進行置換反應；反應結束后，離心取沉淀，洗滌，干燥，焙燒，得到所述表面組裝線狀銀催化劑。

銅微米線中的銅單質與硝酸銀的摩爾比優選為1:1-3。所述銅分散液中烏洛托品的濃度優選為0.02-0.04mol/L，聚乙烯吡咯烷酮的濃度優選為0.4-0.6mmol/L。所述干燥溫度優選為50-70℃，干燥時間優選為1-5h。所述焙燒溫度優選為400-500℃，焙燒時間優選為1-3h。

本發明還提供所述方法制備的表面組裝線狀銀光催化劑及其在降解有機污染物方面的應用。

在室溫下，以水為溶劑，在攪拌條件下，依次加入銅微米線，烏洛托品，聚乙烯吡咯烷酮和硝酸銀溶液，制備出了在銅微米線表面組裝的線狀銀光催化劑。本發明的反應是在室溫（10℃-20℃）條件下進行，反應時間僅僅為1s-60s，反應結束時溶液由澄清透明變為黑灰色，所以可以根據溶液顏色變化來判斷反應是否結束。本發明制備方法簡單易行，不需加熱而節約能源。因此，本發明的制備方法有利于大批量制備，且制備出的催化劑具有很高的催化活性。

本發明制備的光催化劑，具有新穎的形貌，是在銅微米線表面組裝而成的線狀，在可見光下可高效催化過氧化氫的分解，從而大大加快過氧化氫催化有機污染物的氧化分解速率。

附圖說明

圖1是材料1放大500倍的電子顯微鏡（SEM）形貌圖。

圖2是材料1放大7000倍的電子顯微鏡（SEM）形貌圖。

圖3是材料1放大3200倍的電子顯微鏡（SEM）形貌圖。

圖4是材料1的X射線電子衍射圖像（XRD）。

圖5是材料1催化羅丹明B降解的曲線圖，其中A為材料1，B為體相銀，C₀為羅丹眀B的初始濃度，C為材料1催化降解羅丹明B一段時間后測量的羅丹眀B濃度值，t為時間。

具體實施方式

本發明的室溫為10℃-20℃。

本發明中的銅微米線是指微米級長度的銅線，其制備方法同申請號為201310505999.0（公開日為2014年1月8日）的發明專利申請中正五棱柱狀銅微米線。

??實施例1

室溫下，取30mL的水，倒入燒杯中，在攪拌條件下加入0.05g的銅微米線（銅單質的摩爾數為0.7874mmol），再加入0.1575g（1.092mmol）烏洛托品、0.8g（0.016mmol）聚乙烯吡咯烷酮（K-30，國藥集團化學試劑有限公司），超聲波震蕩使單質銅均勻的分散在體系中，得到銅分散液。?

將10ml質量百分濃度為3.08%的硝酸銀水溶液（0.1872mol/L）一次性倒入銅分散液中，進行置換反應，反應溫度為10℃。待溶液變為黑灰色時反應結束，離心取沉淀、洗滌，在50℃條件下干燥5h，然后450℃焙燒2h得到材料1。從材料1的X射線電子衍射圖像（圖4）可以看出，材料1為純相的銀單質。從材料1的電子顯微鏡（SEM）形貌圖（圖1、2和3）可以看出，在銅微米線的表面組裝了線狀銀單質。

實施例2