[發明專利]一種膨潤土負載磷鎢酸銀催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410302760.8
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104056664A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 馬建鋒;王凱;李良銀;姚超
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水處理領域，涉及一種膨潤土負載磷鎢酸銀催化劑的制備方法，尤其涉及一種用于處理有機廢水的光催化材料及其制備方法。

背景技術

當前，伴隨工業技術的飛速發展，人類賴以生存的水資源均受到不同程度的污染，水資源污染已經成為世界各國面臨的亟待解決的問題。水中的污染物，特別是有毒有機污染物的存在，不僅造成環境污染、生態破壞，而且嚴重危害人類健康。這些有機污染物包括多環芳烴、多氯聯苯、農藥、環境干擾素、染料等。

磷鎢酸銀因其吸收可見光、催化活性高、價廉、無毒等優點而倍受關注。此外，磷鎢酸銀由于具有雜多酸的Keggin結構而具有特別高的穩定性。然而，低轉換效率限制了其大規模的環境應用，因此，如何提高磷鎢酸銀的可見光催化效率是亟待解決的問題。影響磷鎢酸銀光催化效率的因素主要包括光的利用效率、光生電子-空穴的利用效率、穩定性等，而這些因素又極大地依賴于磷鎢酸銀自身的性質，如晶體結構、比表面積、形貌結構等。大比表面積有利于提高表面反應和提供更多的活性中心，因此，合成同時具有較大比表面積、較高結晶度和高穩定性的空心結構磷鎢酸銀將有利于提高光催化效率，這仍是目前的一挑戰性課題。

膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物的粘土巖。蒙脫石的結構特征為一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個硅氧四面體中間夾一個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬于2:1型的三層粘土礦物。晶層間的距離為0.96～2.14nm，這些納米片層層疊在一起，形成幾百納米到幾微米的粘土顆粒，在膨潤土層間有可以交換的陽離子。膨潤土在水處理方面有較多的應用，但僅局限于吸附處理，其本身沒有催化能力。但膨潤土層狀的納米片層結構是良好的催化載體，其負載機理是通過陽離子交換，將催化活性物質交換到膨潤土層間。但磷酸銀屬于固體鹽，難以直接將其固定到膨潤土層間。

膨潤土是一種常見催化劑載體，但其一般負載機理是通過陽離子交換，將催化活性物質交換到膨潤土層間，磷酸銀屬于固體鹽，難以直接植入到膨潤土層間。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種膨潤土負載磷鎢酸銀催化劑的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種膨潤土負載磷鎢酸銀催化劑的制備方法采用以下方法制得：

1)稱取2～2.4mmol硝酸銀，配置成10～15mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水，邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；

2)稱取20g膨潤土，加入到去離子水80～100mL浸泡10～12h，將銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤土懸濁液當中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌3～4h，攪拌結束后在水浴80～85℃中老化24h，老化結束后水洗4～5次，80～100℃下烘干，得到氧化銀柱撐的膨潤土；

3)將得到的氧化銀柱撐的膨潤土加入到100～140mL無水乙醇中，攪拌中加入1～1.5mmol磷鎢酸，至磷鎢酸溶解后，繼續攪拌4～6h，老化6～8h，老化結束后用無水乙醇洗數次60～75℃下真空干燥，即得到膨潤土負載磷鎢酸銀催化劑。

本發明的有益效果是：

1.先將銀離子交換到膨潤土層間，再在堿性條件下水解成氧化銀而固定在膨潤土層間。將氧化銀柱撐的膨潤土分散在無水乙醇中，可以充分溶解磷鎢酸，并限制銀離子的移動，磷鎢酸和氧化銀反應生成磷鎢酸銀，而被固定在膨潤土層間，生成的水則和乙醇互溶而不會滯留膨潤土層間。

2.膨潤土的層結構被磷鎢酸銀的Keggin結構撐開，擴大了比表面積，使膨潤土的內層表面積可以吸附更多污染物。

3.利用膨潤土的納米片層結構，增加催化劑和載體的吸附能力，提高降解效率。

4.磷鎢酸銀仍然可以發揮納米效應，并容易從水中分離。

具體實施方式

實施例1

稱取2.4mmol硝酸銀，配置成15mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水，邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20g膨潤土，加入到去離子水100mL浸泡12h，將銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤土懸濁液當中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，攪拌結束后在水浴85℃中老化24h，老化結束后水洗5次，100℃下烘干，得到氧化銀柱撐的膨潤土；將得到的氧化銀柱撐的膨潤土加入到140mL無水乙醇中，攪拌中加入1.5mmol磷鎢酸，至磷鎢酸溶解后，繼續攪拌6h，老化8h，老化結束后用無水乙醇洗數次75℃下真空干燥，即得到膨潤土負載磷鎢酸銀催化劑。