[發明專利]一種可見光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410277580.9
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104014355A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 顧修全;張雙;強穎懷;朱磊;趙宇龍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種催化劑的制備方法，具體的是一種可見光催化劑的制備方法。

背景技術

太陽能是一種清潔、豐富、永不枯竭的資源，應用前景十分廣闊。其中一個重要的用途就是太陽光催化。它包括光解水和光降解兩種類型，即利用半導體捕獲太陽光使水分解，或使污染物降解。最常見的光催化劑為TiO₂，它具有化學性質穩定、成本低廉、表面積大等優點，然而過寬的帶隙使其僅能利用太陽光中極少的一部分紫外光。

Ag₃PO₄由于其室溫下2.37eV的帶隙寬度和高達90％的量子產率，被認為是一種理想的可見光催化劑材料。目前，Ag₃PO₄晶體的制備已經取得了重大進展，然而單相結構無論循環穩定性還是降解甲基橙的能力均較差。近年來，相當多的研究致力于獲得一種基于Ag₃PO₄的復合光催化劑，如Ag₃PO₄/CNT、Ag₃PO₄/AgBr、Ag₃PO₄/SnO₂等。然而，目前還沒有關于磷酸銀Ag₃PO₄與磷酸鈷Co₃(PO₄)₂的復合光催化劑的報道。

發明內容

本發明的目的是要提供一種可見光催化劑的制備方法，以提高傳統光催化的活性和穩定性。

本發明的目的是這樣實現的，該催化劑的制備方法所使用的材料為磷酸鈷基復合半導體光催化劑，由磷酸鈷Co₃(PO₄)₂納米片和磷酸銀Ag₃PO₄納米顆粒組成，磷酸銀Ag₃PO₄納米顆粒均勻負載在磷酸鈷Co₃(PO₄)₂納米片上；所述的磷酸鈷Co₃(PO₄)₂納米片的厚度為100～200nm，磷酸銀Ag₃PO₄納米顆粒的粒徑為200～500nm；

制備方法采用化學偏聚法，包括以下步驟：

a)硝酸銀、硝酸鈷混合水溶液的配制：稱量0.051～0.17g硝酸銀粉末和0.081～0.29g硝酸鈷粉末溶于100g去離子水中，得到兩者的混合水溶液，硝酸銀和硝酸鈷的濃度分別為0.051～0.17％和0.081～0.29％；

b)磷酸氫二氨水溶液的配制：磷酸氫二氨水溶液的配制：稱量0.087～0.194g磷酸氫二氨粉末溶于50g去離子水中，得到濃度為0.194～0.388％的磷酸氫二氨水溶液；

c)可見光催化劑的制備：將濃度為0.194～0.388％的磷酸氫二氨水溶液逐滴滴加到硝酸銀與硝酸鈷混合水溶液中，硝酸銀與硝酸鈷濃度分別為0.051～0.17％和0.081～0.29％；在0～80℃冰浴或水浴中磁力攪拌2～10h，將沉淀物離心分離后用去離子水、無水乙醇反復清洗多次，經真空干燥，即得到磷酸銀/磷酸鈷納米復合可見光光催化劑。

有益效果：由于采用了上述方案，可見光催化劑為磷酸鈷Co₃(PO₄)₂納米片與磷酸銀Ag₃PO₄納米顆粒的復合結構，是通過化學偏聚法制備而成的，即預先配置硝酸銀AgNO₃和硝酸鈷Co(NO₃)₃的混合溶液，再向其中逐滴加入磷酸氫二銨(NH₄)₂HPO₄溶液直至大量沉淀產生；在可見光降解甲基橙的過程中，相比較等量的純磷酸銀Ag₃PO₄，該復合結構不論穩定性還是光氧化活性均得到顯箸增強。