[發明專利]一種一維納米管狀Ag/AgCl/AgBr復合異質結可見光催化劑的制備及其應用

在審

• 申請號: 201711440820.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108067268A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 于巖;肖俊祺
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J27/10
• 分類號: B01J27/10;B01J37/10;B01J37/16;B01J37/34;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38;C02F101/30
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明屬于納米復合材料光催化技術領域，具體涉及一種一維可見光響應高效穩定Ag/AgCl/AgBr管狀復合異質結光催化劑的制備及其應用。本發明中，通過采用水浴法獲得銅納米線模板，引入硝酸銀，發生反應，獲得均一性較好的一維銀納米管載體，再摻入六水氯化鐵和一定量的溴化鉀，通過離子交換反應獲得。該管狀結構的一維三元復合異質結光催化劑，含有內外層表面，反應活性位點增加，以及異質結的存在大大降低了光生電子?空穴對的復合率，在可見光照條件下光催化活性和穩定性大大提高，可以有效的降解染料高分子，在廢水處理等環保領域中具有很好的實用價值。本發明催化劑制備方法易操作、反應條件溫和、周期短、環境友好。

技術領域

本發明屬于環境及無機光催化材料技術領域，具體涉及一種一維納米管狀Ag/AgCl/AgBr復合異質結光催化劑制備方法及其應用光催化降解染料廢水。

背景技術

隨著科技的進步與發展，人類的生活水平越來越高，社會的工業化進程加快，大量的染料廢水排放到生活壞境中，而染料幾乎很難自降解，水污染問題變得越來越嚴重，生態環境的破壞嚴重威脅人們的健康。故尋找有效的方法來處理廢液中的有機染料分子，成了人們亟待解決的問題，半導體光催化技術便是一種有效的手段。近年來，半導體光催化劑由于可以利用太陽光直接對染料進行光降解來處理染料廢水，從而使得這一技術受到了人們的廣泛研究。傳統的半導體光催化材料如TiO2，由于帶隙較寬，只能響應387nm以下的紫外光，而約占太陽能總能量的50%的可見光卻未能得到有效的利用。因此，尋找可見光響應的催化劑，提高對太陽能的利用率，成為人們目前的研究熱點。

近年來，以銀為基底的催化劑，由于其優異的光催化性能受到了廣泛的關注。以銀基為基底的光催化劑，其光催化性能在很大程度上受其形貌和樣品尺寸的影響。近年來，以銀基為基底的不同形貌的光催化劑被人們所廣泛研究。中空納米/微米的光催化劑，由于表現出的優異光催化性能而成為人們研究的熱點。截至目前為止，模板法被廣泛應用于制備具有特定形貌和尺寸的光催化劑。然而，前人主要從事研究零維的材料而對一維結構的材料很少研究。

經檢索，國內外尚未有利用以銅納米線作為模板，以硝酸銀作為銀源，制備一維中空銀納米管，通過加入六水氯化鐵以及溴化鉀，最終獲得具有一維管狀結構的三元Ag/AgCl/AgBr催化劑。本發明采用Cu納米線合成具有管狀結構的Ag，獲得的銀基催化劑具有較為均一的形貌和尺寸。通過這一方法，制備出具有管狀結構的三元復合銀基光催化劑，含有內外雙層表面，以及異質結結構，提供較多的表面活性位點以及促進電子-空穴對的分離，催化劑的自我分解受到抑制有效的提高了催化劑的光催化降解活性以及在重復利用的過程中，催化劑表現出很好的光催化穩定性。經濟效益和環境效益顯著，具有很好的推廣應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有一維管狀結構的可見光響應的Ag/AgCl/AgBr復合光催化劑及其制備和應用。本發明的制備方法得到的一維Ag/AgCl/AgBr三元復合異質結管狀光催化劑，大大降低了光生電子-空穴對的復合率，與管狀的Ag/AgCl、無定型的Ag/AgBr以及TiO2相比，氧化還原能力得到了提升，在可見光照條件下光催化活性大大提高，可以有效的降解染料高分子，以及循環降解實驗中可以看出催化劑具有很好的光催化穩定性。

本發明的目的在于提出一種能夠制備出具有特定管狀結構的一維光催化三元復合異質結光催化材料，在有效對染料進行光降解的同時，可以保持很好的光催化穩定性。利用銅納米線作為模板，合成具有管狀結構的銀，并最終通過加入六水氯化鐵以及溴化鉀，制備出了一維三元復合銀基管狀催化劑，可以很好的光降解染料以及光催化穩定性。

本發明的一種一維納米管狀Ag/AgCl/AgBr三元復合異質結高效穩定可見光催化劑的制備方法，包括：

（1）模板的制備