[發明專利]疊層殼聚糖/有機累托石/TiO2-Ag@AgCl插層納米復合光催化膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201611124299.7
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106582886B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 楊連利;郭乃妮;張衛紅;郭穎;耿薇;孟小華
• 申請（專利權）人: 咸陽師范學院
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J35/02;B82Y30/00;B82Y40/00;B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種疊層殼聚糖/有機累托石/TiO₂?Ag@AgCl插層納米復合光催化膜及其制備方法，屬于環境保護材料制備技術領域。本發明首先利用溶膠?凝膠法制備有機累托石/TiO₂，再通過沉積法及光還原法制備有機累托石/TiO₂?Ag@AgCl，最后利用溶液法制備殼聚糖/有機累托石/TiO₂?Ag@AgCl插層納米復合物，反復流涎?冷凍?干燥制備成物理交聯的疊層復合膜。本發明制備的插層納米復合光催化薄膜無毒、價廉，可生物降解，且穩定性好，可見光光催化活性高，不會造成資源浪費與形成二次污染，有望應用于工農業等領域有機廢水及室內揮發性有機氣體的處理。

技術領域

本發明屬于環境保護材料制備技術領域，具體涉及一種具有吸附-可見光光催化功能的疊層殼聚糖/有機累托石/TiO₂-Ag@AgCl插層納米復合光催化膜的制備方法。

背景技術

有機廢水往往成分復雜，難以生物降解，在水體、土壤等自然環境中累積、蓄存，嚴重破壞了生態環境和人體健康。同樣，由于樓房建筑、室內裝修以及日用生活品的使用引起的室內污染問題也越來越嚴重。有效治理有機廢水及去除室內揮發性有機污染氣體是當前污染控制領域的研究重點和難點。傳統處理有機污染物的方法主要有：物理處理技術、化學處理技術、生物處理技術。傳統處理方法存在反應條件茍刻、應用范圍窄、降解效率低、能耗高且易產生二次污染等問題。半導體光催化技術因對污染物選擇性低、反應條件溫和、反應速率快等優點而日益受到關注，在環境污染物的處理方面有良好的應用前景。TiO₂因其氧化能力強、無毒和光化學穩定等優點在諸多領域得到應用，并取得了很好的研究成果。然而，TiO₂帶隙寬，導致太陽光利用率低、光生電子-空穴對易于復合而使量子效率下降，且TiO₂納米顆粒在水中難回收，使其應用受到很大限制。故拓寬光催化劑的光譜響應范圍以提高太陽光的利用率、提高光催化劑的量子率和催化劑回收再利用迫在眉睫。

累托石是一種親水性的、易分離成納米級微片的天然礦物材料，既有良好的陽離子交換性、分散性、膨脹性、懸浮性和膠體性能，又耐高溫、抗紫外，累托石表面積大，對有機污染物具有良好的吸附性，故可作為光催化劑的載體。我國湖北有品質優良的儲藏量高達600多萬噸的累托石礦藏，由于人們對其認識相對其它粘土較晚，對其進行高附加值的開發利用也較少。殼聚糖為陽離子型天然多糖，可生物降解，易成膜、無毒、價廉，含有豐富的羥基和氨基，對有機污染物吸附性強，可作為光催化劑的優良載體。

在拓寬光催化劑的光譜響應范圍以提高太陽光利用率方面，研究人員展開了一系列研究，如摻雜、成“結”、沉積貴金屬、染料敏化等均旨在獲得寬譜響應的光催化材料。近年來，人們提出利用貴金屬表面等離子體效應來提高光催化材料性能。如Xu等通過水熱法制備了立方狀的NaTaO₃納米粒，沉積AgCl在NaTaO₃納米粒表面，通過光還原將部分的Ag⁺還原為Ag⁰，得到等離子體光催化劑 Ag/AgCl/NaTaO₃，該催化劑相對于純NaTaO₃對亞甲基藍、羅丹明B及苯酚均具有較高的可見光光催化活性(Dongbo Xu,Weidong Shi,Chengjie Song,et al.In-situ synthesis and enhanced photocatalytic activity of visible-light-driven plasmonic Ag/AgCl/NaTaO₃ nanocubes photocatalysts.AppliedCatalysis B:Environmental. 2016(191)228-234)。

發明內容

本發明目的是提供一種在可見光下具有良好的光催化性的疊層殼聚糖/有機累托石/TiO₂-Ag@AgCl插層納米復合光催化膜，以及該復合光催化膜的制備方法。