[發明專利]一種自支撐AgI復合光催化劑材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710150513.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106902884B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王兆杰;平夢漠;劉俊學;劉明;安長華;王淑濤;周炎
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J35/06;C02F1/30
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 徐忠麗

本發明提供了一種AgI復合光催化劑材料，所述材料為自支撐柔性纖維膜，形貌為AgI納米粒子負載到聚丙烯腈納米纖維表面。本發明還提供了該材料的制備方法和應用，采用靜電紡絲制備的聚丙烯腈納米纖維膜為支撐，采用無電鍍工藝在纖維表面沉積一層導電銀殼層，利用銀與碘單質直接反應，將表面銀轉變為AgI，通過調控碘單質用量，從而制備出聚丙烯腈納米纖維負載AgI或AgI/Ag納米粒子的復合纖維膜。該類材料表現出優異的光催化性能，適用于光化學領域。

技術領域

本發明屬于新能源納米材料合成及光化學技術領域，具體地說，涉及一種自支撐AgI復合光催化劑材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著越來越多的國家進入工業化階段，21世紀將是能源消耗和環境污染爆炸式增長的世紀。化石能源(石油、天然氣、煤炭)逐漸趨于枯竭，可用量嚴重減少，急需發展一種新型的可應用能源。同時，大量紡織、印染等工業污水的排放加劇了水體污染，且大多數染料含有苯、萘、蒽、醌等芳香基團，具有很強的污染性；另外染料廢水中的鹵化物、硝基物、氨基物、苯胺酚等有機物顏色很深，也具有很強的毒性，水體污染問題亟待解決。

取之不盡、用之不竭的太陽能一直都是理想的能源，既經濟又環保。一旦找到合適的太陽光驅動的半導體即可實現染料的綠色降解及清潔能源的制備。AgI作為新型可見光驅動催化劑，具有很強的可見光光催化活性，在光化學領域有著非常廣闊的應用前景。但是目前已經報導的AgI基可見光催化劑多為粉體材料，在催化劑使用過程中離心分離、洗滌等操作繁瑣，而且殘留在反應中會造成水的二次污染，不利于工業化應用。

而自支撐AgI光催化劑反應后可直接從反應體系中分離，簡單清潔后可進行重復利用，有望實現光催化劑的實際應用。因此，制備理想的新型自支撐AgI復合材料作為可見光催化劑的研究是該領域具有挑戰性的新課題。

發明內容

本發明提供了一種自支撐AgI復合光催化劑材料及其制備方法和應用，解決了目前沒有關于自支撐AgI復合光催化劑方面應用的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一方面，本發明提供了一種自支撐AgI復合光催化劑材料，所述材料為柔性纖維膜，形貌為聚丙烯腈(PAN)納米纖維表面負載AgI納米粒子的一維纖維結構。

另一方面，本發明還提供了上述自支撐AgI復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)利用靜電紡絲制備PAN納米纖維膜；

(2)通過無電鍍工藝(化學鍍工藝)制備PAN/Ag復合納米纖維膜；

(3)利用單質銀與單質碘的化合反應，制備PAN/AgI復合納米纖維膜。

進一步地，上述自支撐AgI復合光催化劑具體制備步驟如下：

(1)PAN/Ag復合納米纖維的制備：配備質量分數5％-10％的PAN/DMF溶液，利用靜電紡絲制備PAN納米纖維膜；配備0.05-0.2mol/L的NaBH₄溶液，將纖維膜浸泡；配備A溶液：0.5-1gAgNO₃、30-50ml H₂O、1-2ml NH₃H₂O；另配備B溶液：2-5g酒石酸鉀鈉、30-50ml H₂O；將PAN納米纖維膜浸入所述A溶液中，將所述B溶液加入到A溶液中，攪拌反應1-3h，取出PAN/Ag納米纖維膜先后用去離子水和乙醇洗滌3-4次，干燥；

(2)配備一定濃度的單質碘/乙醇溶液，將步驟(1)制得的PAN/Ag復合納米纖維膜浸入100-150mL該溶液中，攪拌12-14h，取出纖維膜后用去離子水和乙醇洗滌3-4次，干燥。

其中，所述步驟(2)中利用單質銀與單質碘直接化合反應。