[發明專利]一種基于銀修飾的納米氧化亞銅光催化材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710079014.0
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106868540A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 余曉皎;王力波;寇松;李舉;張健;張杰;趙園園;周文娜
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C25B11/08
• 分類號: C25B11/08;C25B1/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 羅磊

技術領域

本發明屬于光催化材料制備方法技術領域，涉及一種基于銀修飾的納米氧化亞銅光催化材料的制備方法。

背景技術

納米Cu₂O的禁帶寬度約為2.1eV，是少有的可以被可見光激發的半導體材料，也是一種有金屬缺位的P型半導體材料，能夠有效吸收可見光范圍內波長的光，從而產生光生電子和空穴。當用能量大于Cu₂O帶隙寬度的光激發時，電子和空穴便會在半導體表面及內部迅速轉移以氧化或還原表面吸附物，進而將各種有機無機污染物降解為CO₂和H₂O，且無二次污染，因此Cu₂O在環保、去污領域具有廣泛應用前景。但單純的納米Cu₂O的電子和空穴的復合率高，光能利用率低，光催化效果差，其對太陽光的轉換效率也不理想。現有改進方法是將Cu₂O作為一種敏化半導體與另一種帶隙半導體進行耦合，形成具有高催化效率的p-n結。但此方法操作復雜，未明顯提高半導體材料的光電轉換效率及電子-空穴復合率高的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于銀修飾的納米氧化亞銅光催化材料的制備方法，能制備出光催化效果更好的含金屬Ag修飾的Cu₂O薄膜。

本發明所采用的技術方案是，一種基于銀修飾的納米氧化亞銅光催化材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，制備Cu₂O薄膜；

步驟2，將步驟1中制備的Cu₂O薄膜浸入硝酸銀溶液中進行反應，得到金屬銀修飾的納米Cu₂O光催化材料。

本發明的特點還在于，

所述步驟1具體按照以下步驟實施：

步驟1.1，將ITO導電玻璃在超聲儀中用溶劑進行超聲清洗，將清洗后的ITO導電玻璃作為工作電極，參比電極和對電極分別為甘汞電極和鉑電極；

步驟1.2，配置電解液，以硫酸銅溶液和乳酸溶液的混合溶液作為電解液；

步驟1.3，給步驟1.2中配置好的電解液中加入NaOH溶液調節pH為10.0～11.5；

步驟1.4，將步驟1.3中調節好pH的電解液在一定的沉積電壓和攪拌速度下，并在電化學工作站中沉積40～60min，得到Cu₂O薄膜。

所述步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1，將步驟1中所得Cu₂O薄膜浸入含有Ag⁺的硝酸銀溶液中進行反應，保持薄膜位置10s～30s不動，得到含有銀修飾的Cu₂O薄膜；

步驟2.2，將經步驟2.1反應后所得的含有銀修飾的Cu₂O薄膜用蒸餾水清洗，自然晾干，得到金屬銀修飾的納米Cu₂O光催化材料。

所述步驟1.1中依次用丙酮和乙醇對ITO導電玻璃進行超聲清洗。

所述步驟1.2具體按照以下步驟實施：

步驟1.2.1，配置濃度為0.01mol/L～0.1mol/L的硫酸銅溶液；

步驟1.2.2，配置濃度為0.1mol/L～1.0mol/L的乳酸溶液；

步驟1.2.3，將配置好的硫酸銅溶液與乳酸溶液按照體積比為2～3：1的比例在超聲條件下混合，靜置5～10min，得到制備Cu₂O的電解液。

步驟1.3中所述的NaOH溶液濃度為4～5mol/L。

步驟1.4中的沉積電壓為-0.55V～-0.40V，攪拌速度為100rpm～200rpm，沉積時間為40～60min。

步驟2.1中的硝酸銀的濃度為0.01mol/L～0.05mol/L。

步驟1.2.3中的超聲條件為超聲電功率為300～500W，工作頻率為40～60KHz。

本發明的有益效果是，本發明的一種基于銀修飾的納米氧化亞銅光催化材料的制備方法操作簡單，可較準確控制所制光催化材料的形貌；有效提高了光催化材料的穩定性，重復利用率也高；克服了現有改性納米Cu₂O薄膜的技術難題；較大程度提高了Cu₂O的光催化活性，使光催化劑在實際生活、生產中得到進一步推廣應用，更具可操作性及應用性。

附圖說明

圖1是Cu₂O薄膜和金屬銀修飾的納米Cu₂O薄膜的XRD衍射圖譜；