[發明專利]一種負載銀的溴酸銀可見光光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410088810.7
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103816926B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 高善民;陳玉靜;李延敏;徐慧;張一清;趙佰勝;付榮榮
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種負載銀的溴酸銀可見光光催化劑及其制備方法，負載銀的溴酸銀光催化劑為粒子尺寸直徑為200~1500nm的類球形顆粒，表面原位負載尺寸在10~100nm的銀顆粒。將溴酸鈉或溴酸鉀和硝酸銀分別溶解在水中，然后在攪拌的情況下將其中的一種溶液加入另一溶液中，生成溴酸銀的懸濁液；再向得到的懸濁液中滴加水合肼、硼氫化鈉等具有還原性物質的水溶液，或采用光致還原的方法，在溴酸銀顆粒表面原位生成金屬銀納米顆粒，最后將沉淀過濾、洗滌、干燥后即得到負載銀的溴酸銀光催化劑。本發明材料具有很高的光催化性能，原位還原生成的單質銀和溴酸銀的結合牢固，制備方法簡單，成本低，反應條件溫和，產率高，設備要求低，適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種新型的負載銀的溴酸銀可見光光催化劑及其制備方法，屬于光催化材料技術領域。

背景技術

近年來，隨著生活水平的提高，人們都意識到環境保護的重要性，污水中有機污染物和致病微生物等的凈化處理，已經成為人們所關心的問題。借助光催化作用進行有害有毒污染物的光催化降解越來越受到人們的青睞。二氧化鈦(TiO₂)具有光化學性質穩定、催化效率高、無毒無害、價格便宜、無二次污染等優點，備受國內外科研人員關注。然而，TiO₂的寬帶隙和低量子效率是制約其實際應用的兩大瓶頸，為了充分利用能量集中在可見光及紅外光區域的太陽能，發展高效的可見光光催化劑越來越受到重視。

材料的結構與其性能的關系密切。無機材料的物理、化學性能強烈依賴與材料的微觀結構。對于光催化材料來說，小的顆粒擁有較大的表面積，因此為光催化反應提供了較多的反應點，光引發的電荷遷移到較小的顆粒表面所用的時間也較短。然而，這些小顆粒需要通過離心分離技術從處理過的水中將其分離后才能再次使用；同時顆粒太小也會造成更多的內部晶體缺陷，導致光致電子和空穴的復合。相比之下，大顆粒具有更少的晶體缺陷和顆粒的界面，它們可以很容易利用重力沉降法從處理后的水中分離出來。然而，大顆粒的材料有較小的表面積，降低了反應活性點的數目，同樣不利于光催化反應。因此，提高光催化劑的量子效率和光催化活性成為光催化研究的核心內容。

近年來，銀/鹵化銀(AgX, X=Cl, Br, I)體系由于納米銀的表面等離子體效應而具有強烈的可見光吸收，因此該體系顯示出良好的光催化性能。但是，眾所周知，AgCl為白色粉末，AgBr為淺黃色粉末，AgI為黃色粉末，他們對可見光的吸收能力還不是很強；更重要的是，這些AgX都易被光腐蝕而分解，不穩定。因此設計合成穩定的、負載銀的鹵酸銀光催化劑，對科學研究和實際應用都是必要的。

發明內容

本發明針對傳統光催化劑對可見光吸收性差和載流子復合率高的問題，以及銀/鹵化銀(AgX, X=Cl, Br, I)體系易光腐蝕、不穩定的問題，提供了一種負載銀的溴酸銀可見光光催化劑，同時提供了一種簡單易行的制備該材料的方法，該方法成本低廉，易于規模化生產。

負載銀的溴酸銀可見光光催化劑，其特征是，其摩爾比組成為：銀2~5%，溴酸銀95~98%。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：第一步，制備溴酸銀顆粒。將溴酸鈉或溴酸鉀和硝酸銀分別溶解在水中，然后在室溫~80^oC下將兩種溶液混合并攪拌，得到溴酸銀的懸浮液；第二步，制備負載銀的溴酸銀光催化劑。向溴酸銀的懸浮液中滴加水合肼、硼氫化鈉、硼氫化鉀、葡萄糖、抗壞血酸中的一種或幾種的水溶液，同時攪拌，將表面的Ag⁺原位還原成銀納米顆粒；也可以將溴酸銀懸浮液在 300W 氙燈光照下照射 5~30 分鐘，部分溴酸銀被原位還原生成單質銀；第三步，將所得產物用去離子水沖洗、烘干，即得到負載銀的溴酸銀可見光光催化劑。