[發明專利]一種磷酸銀/溴化銀/碳納米管復合光催化劑及制備與應用

在審

• 申請號: 201710009984.3
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106807414A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 牛曉君;王杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明屬于光催化材料技術領域，具體涉及一種Ag₃PO₄/AgBr/CNTs復合光催化劑及制備與應用。

背景技術

光催化技術是一種綠色高級氧化技術，利用光反應將有機物徹底氧化為H₂O和CO₂等小分子。與傳統污染治理技術相比，它能夠在室溫下即可進行反應，可利用取之不盡用之不竭的太陽能作為光源來激發驅動氧化還原反應的發生，而且具有很強的氧化還原性能。近年來受到了廣泛的研究。

Ag₃PO₄光催化劑是近些年最新發現的一種在可見光下具有非常強的光催化能力的催化劑，但是由于其微溶于水以及光腐蝕現象，極大地降低了它在光催化過程中結構的穩定性。產生黑色的銀單質，從而阻止對可見光的吸收，降低光催化性能和催化劑的穩定性。因此，提高其活性和穩定性是當前面臨的嚴峻挑戰。

發明內容

為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種磷酸銀/溴化銀/碳納米管復合光催化劑(Ag₃PO₄/AgBr/CNTs復合光催化劑)的制備方法。

本發明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的Ag₃PO₄/AgBr/CNTs復合光催化劑。

本發明的再一目的在于提供上述Ag₃PO₄/AgBr/CNTs復合光催化劑在催化降解有機污染物，如羅丹明B等物質中的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種磷酸銀/溴化銀/碳納米管復合光催化劑(Ag₃PO₄/AgBr/CNTs復合光催化劑)的制備方法，包括以下步驟：

(1)對碳納米管(CNTs)進行酸化處理，過濾，洗滌，干燥，得到酸化處理的碳納米管；

(2)將酸化處理的碳納米管超聲分散于水中，得到分散液；向分散液中加入硝酸銀，避光攪拌，得到混合分散液；

(3)將十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)水溶液滴加至步驟(2)的混合分散液中，避光攪拌反應，得到含有沉淀的混合溶液；

(4)將磷酸氫二鈉(Na₂HPO₄·12H₂O)水溶液滴加至步驟(3)的含有沉淀的混合溶液中避光攪拌反應，離心，洗滌，干燥，得到磷酸銀/溴化銀/碳納米管復合光催化劑(Ag₃PO₄/AgBr/CNTs復合光催化劑)。

步驟(1)中所述酸為濃硫酸和濃硝酸的混酸，濃H₂SO₄：濃HNO₃的體積比為3：1，所述酸處理是在超聲的條件下進行酸處理，所述超聲功率為80～120W，酸處理的時間為3～5h；所述干燥是指在60～80℃條件下真空干燥10～16h，所述洗滌是指采用用去離子水反復洗滌至中性。步驟(1)中所述碳納米管與酸的質量體積比為(1～4)g:(40～120)mL。

步驟(2)中所述酸化處理的碳納米管與水的質量體積比為(3～15)mg：10mL；所述超聲功率為80～120W，超聲時間為20～40min；

步驟(2)中所述避光攪拌是在室溫條件下進行的，避光攪拌的時間為15～45min；步驟(2)中所述硝酸銀與分散液中酸化處理的碳納米管的摩爾質量比為0.006mol：(3～15)mg；

步驟(3)中所述十六烷基三甲基溴化銨與硝酸銀的摩爾比為(0.0001～0.0003)mol：0.006mol；步驟(3)中所述十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)水溶液中十六烷基三甲基溴化銨與水的摩爾體積比為(0.0001～0.0003)mol：20ml；步驟(3)中所述滴加速度為20～30滴/min；避光攪拌反應時間為0.5～1.5h。

步驟(4)中所述磷酸氫二鈉與硝酸銀的摩爾比為(0.0015～0.002)mol：0.006mol；步驟(4)中所述磷酸氫二鈉(Na₂HPO₄·12H₂O)水溶液的摩爾體積比(0.0015～0.002)mol：20ml。

步驟(4)中所述滴加速度為20～30滴/min；所述避光攪拌反應的時間為3～5h。