[發明專利]具有可見光催化活性的AgBr/ZVO催化劑及其制法和用途

在審

• 申請號: 201710795072.3
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107442142A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 王潔;陳建林;黃珍珍;曹江平;黃雪松
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J27/08
• 分類號: B01J27/08;B01J37/03;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術領域

本發明涉及具有可見光催化活性的復合催化劑，特別涉及AgBr/ZVO復合催化劑。

背景技術

隨著工業技術快速發展，全球性環境污染和資源短缺問題日益嚴峻。物理吸附、化學氧化、生物降解等這些傳統的污染治理技術常因能耗過大、成本過高、易產生二次污染以及對污染物降解不徹底等原因已無法滿足當前的需求。因此，人們迫切需要尋找或開發出一種綠色、節能的技術同時解決資源與環境雙重問題。光催化技術是一種在能源和環境領域同時有著重要應用前景的綠色技術，而研發與制備高效的可見光催化材料成為了該領域的研究熱點。

1972年，Fujishima和Honda兩位科學家首次研究發現N-型半導體TiO₂電極在紫外光下能夠光解水產氫，開創了多相光催化研究的新時代及半導體光催化這一新的領域。1976年，Carey等利用TiO₂在紫外光下脫除了多氯聯苯中的氯，拓寬了光催化技術的應用范圍，為有機物的氧化分解提供了一條新思路。這一系列的發現最終引起了人們的廣泛關注，光催化技術在環境等領域的應用研究也迅速發展起來。

焦釩酸鋅作為其中一種重要的釩酸鹽類材料，具有特殊的多孔框架結構，是一種潛在的光催化材料。但焦釩酸鋅由于帶隙較寬，對太陽光利用率較低，限制了在實際中的應用，且目前對其可見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體，理論上具有很高的光催化氧化活性。因此，本發明將溴化銀與焦釩酸鋅復合，改善焦釩酸鋅的光催化活性，制備出新型可見光響應的復合催化劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種高催化活性和化學穩定性好的AgBr/ZVO復合催化劑及其制備方法和用途。

本發明的技術方案如下：

一種AgBr/ZVO復合催化劑，其特征是采用水熱和沉淀兩步制備焦釩酸鋅復合不同比例AgBr的復合催化劑，所述的AgBr和ZVO質量比為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的物質的量之比，稱取一定量的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，繼續磁力攪拌得到前驅液；

步驟2、用濃氨水調節步驟1中所得前驅液的pH至6-10，攪拌均勻，轉移至反應釜中，密封好；

步驟3、將步驟2反應釜中前驅液在70-160℃下水熱2-20h；

步驟4、待步驟3反應釜自然冷卻至室溫后，過濾，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，繼續避光攪拌；

步驟7、待步驟6反應結束后，將沉淀物過濾，用蒸餾水洗滌，烘干，即得AgBr/ZVO復合催化劑。

上述的AgBr/ZVO復合催化劑在光催化降解有機物中的應用。

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

AgBr/ZVO光催化材料的光催化降解性能是通過日光色鏑燈光催化降解亞甲基藍溶液進行表征。具體實驗過程如下：將1.0g/L的AgBr/ZVO催化劑加入到10mg/L的亞甲基藍溶液中，將光反應器置于暗吸附30min以達到催化劑與染料分子間的吸附-脫附平衡。暗吸附結束后，打開鏑燈，將反應器移至光源的正下方，固定光源與反應液面的距離約15厘米，在磁攪拌條件下進行可見光催化反應，每隔20min取4mL樣品，經0.22μm水系濾頭過濾后，紫外可見分光光度計于664nm處測定濾液吸光度。