[發(fā)明專(zhuān)利]具有可見(jiàn)光催化活性的AgBr/ZVO催化劑及其制法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710795072.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107442142A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王潔;陳建林;黃珍珍;曹江平;黃雪松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/08
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/08;B01J37/03;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有可見(jiàn)光催化活性的復(fù)合催化劑，特別涉及AgBr/ZVO復(fù)合催化劑。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，全球性環(huán)境污染和資源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)峻。物理吸附、化學(xué)氧化、生物降解等這些傳統(tǒng)的污染治理技術(shù)常因能耗過(guò)大、成本過(guò)高、易產(chǎn)生二次污染以及對(duì)污染物降解不徹底等原因已無(wú)法滿足當(dāng)前的需求。因此，人們迫切需要尋找或開(kāi)發(fā)出一種綠色、節(jié)能的技術(shù)同時(shí)解決資源與環(huán)境雙重問(wèn)題。光催化技術(shù)是一種在能源和環(huán)境領(lǐng)域同時(shí)有著重要應(yīng)用前景的綠色技術(shù)，而研發(fā)與制備高效的可見(jiàn)光催化材料成為了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

1972年，F(xiàn)ujishima和Honda兩位科學(xué)家首次研究發(fā)現(xiàn)N-型半導(dǎo)體TiO₂電極在紫外光下能夠光解水產(chǎn)氫，開(kāi)創(chuàng)了多相光催化研究的新時(shí)代及半導(dǎo)體光催化這一新的領(lǐng)域。1976年，Carey等利用TiO₂在紫外光下脫除了多氯聯(lián)苯中的氯，拓寬了光催化技術(shù)的應(yīng)用范圍，為有機(jī)物的氧化分解提供了一條新思路。這一系列的發(fā)現(xiàn)最終引起了人們的廣泛關(guān)注，光催化技術(shù)在環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用研究也迅速發(fā)展起來(lái)。

焦釩酸鋅作為其中一種重要的釩酸鹽類(lèi)材料，具有特殊的多孔框架結(jié)構(gòu)，是一種潛在的光催化材料。但焦釩酸鋅由于帶隙較寬，對(duì)太陽(yáng)光利用率較低，限制了在實(shí)際中的應(yīng)用，且目前對(duì)其可見(jiàn)光催化改性的研究還比較少。溴化銀作為一種窄帶隙的半導(dǎo)體，理論上具有很高的光催化氧化活性。因此，本發(fā)明將溴化銀與焦釩酸鋅復(fù)合，改善焦釩酸鋅的光催化活性，制備出新型可見(jiàn)光響應(yīng)的復(fù)合催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高催化活性和化學(xué)穩(wěn)定性好的AgBr/ZVO復(fù)合催化劑及其制備方法和用途。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種AgBr/ZVO復(fù)合催化劑，其特征是采用水熱和沉淀兩步制備焦釩酸鋅復(fù)合不同比例AgBr的復(fù)合催化劑，所述的AgBr和ZVO質(zhì)量比為0.01∶1-1.5∶1。

一種上述的AgBr/ZVO催化劑的制備方法，其特征是包括以下步驟：

步驟1、按Zn∶V＝3∶2的物質(zhì)的量之比，稱(chēng)取一定量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和NaVO₃·2H₂O分別溶于蒸餾水中，將NaVO₃溶液超聲分散后，邊攪拌邊緩慢加入Zn(NO₃)₂溶液中，繼續(xù)磁力攪拌得到前驅(qū)液；

步驟2、用濃氨水調(diào)節(jié)步驟1中所得前驅(qū)液的pH至6-10，攪拌均勻，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，密封好；

步驟3、將步驟2反應(yīng)釜中前驅(qū)液在70-160℃下水熱2-20h；

步驟4、待步驟3反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后，過(guò)濾，用蒸餾水洗滌，烘干，即得焦釩酸鋅；

步驟5、取步驟4中的焦釩酸鋅加入蒸餾水中，超聲分散后進(jìn)行磁力攪拌，向其中逐滴加入濃度為0.01mol/L的AgNO₃溶液，避光攪拌；

步驟6、向步驟5中混合液中逐滴加入與AgNO₃溶液等體積的0.01mol/L NaBr溶液，繼續(xù)避光攪拌；

步驟7、待步驟6反應(yīng)結(jié)束后，將沉淀物過(guò)濾，用蒸餾水洗滌，烘干，即得AgBr/ZVO復(fù)合催化劑。

上述的AgBr/ZVO復(fù)合催化劑在光催化降解有機(jī)物中的應(yīng)用。

本發(fā)明提出了一種以Zn(NO₃)₂·6H₂O、NaVO₃·2H₂O、AgNO₃和NaBr為原料制得AgBr/ZVO復(fù)合光催化劑及其簡(jiǎn)單的合成方法。

AgBr/ZVO光催化材料的光催化降解性能是通過(guò)日光色鏑燈光催化降解亞甲基藍(lán)溶液進(jìn)行表征。具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：將1.0g/L的AgBr/ZVO催化劑加入到10mg/L的亞甲基藍(lán)溶液中，將光反應(yīng)器置于暗吸附30min以達(dá)到催化劑與染料分子間的吸附-脫附平衡。暗吸附結(jié)束后，打開(kāi)鏑燈，將反應(yīng)器移至光源的正下方，固定光源與反應(yīng)液面的距離約15厘米，在磁攪拌條件下進(jìn)行可見(jiàn)光催化反應(yīng)，每隔20min取4mL樣品，經(jīng)0.22μm水系濾頭過(guò)濾后，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)于664nm處測(cè)定濾液吸光度。