[發(fā)明專利]混合價(jià)態(tài)錳氧化物/磷酸銀光催化劑的制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810022111.0
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN108160091B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包木太;孫琳;蔡昊原;楊曉龍;陸金仁;李一鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/187
• 分類號(hào): B01J27/187;C02F1/30;C02F101/20
• 代理公司: 重慶創(chuàng)新專利商標(biāo)代理有限公司 50125
• 代理人: 付繼德

本發(fā)明公開了一種混合價(jià)態(tài)錳氧化物/磷酸銀光催化劑及制備方法和應(yīng)用，所述制備方法包括：將MnCl₂·4H₂O、PVP和第一水混合，之后加入NaOH溶液，2?3min后加入KMnO₄溶液，經(jīng)攪拌、過濾、洗滌和干燥后得到Mn₃O₄?MnO₂納米片；將PEG 2000、Na₂HPO₄·12H₂O、Mn₃O₄?MnO₂納米片和第二水混合，超聲后進(jìn)行加熱至55?65℃，之后加入銀氨溶液，經(jīng)攪拌、過濾、洗滌和干燥后得到混合價(jià)態(tài)錳氧化物/磷酸銀光催化劑。改善了Mn₃O₄?MnO₂量子效率低等不足，解決了Ag₃PO₄載流子復(fù)合嚴(yán)重、光致還原、微水溶性等缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化領(lǐng)域，具體地，涉及一種混合價(jià)態(tài)錳氧化物/磷酸銀光催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)及全球環(huán)境的惡化，能源和環(huán)境是21世紀(jì)人類面臨和亟待解決的重大問題。太陽能是一種可再生能源，具有取之不盡用之不竭、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)。光催化技術(shù)作為一種“綠色”技術(shù)，可以利用太陽光作為光源，不僅可以用于處理水污染的問題，而且還可以用于處理大氣污染、土壤污染、殺菌等多個(gè)方面，顯示出了極其廣闊的應(yīng)用價(jià)值（Chem. Rev., 2014, 114, 9919?9986）。

近年來，磷酸銀（Ag₃PO₄）作為一種有前景的光催化材料，其在可見光下具有高效的光催化活性，引起科研人員的極大興趣，在輻射波長大于420 nm時(shí)，這種新型光催化劑可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)90%的量子效率。然而，Ag₃PO₄也面臨同其他光催化劑相同的問題，如光生載流子的快速復(fù)合。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，Ag₃PO₄也存在光敏性及微水溶性等問題，這嚴(yán)重制約其在能源和環(huán)境領(lǐng)域的大規(guī)模推廣應(yīng)用（Nat. Mater., 2010, 9, 559–564）。

因此，為了改善Ag₃PO₄的可見光催化活性，研究人員開展了Ag₃PO₄的改性研究。目前，已提出不同方法改善其活性和穩(wěn)定性，如形貌控制、表面修飾和元素?fù)诫s。近些年，Ag₃PO₄/無機(jī)物（TiO₂、SnO₂、ZnO、Fe₂O₃、CeO₂、AgX（X = Cl、Br、I）、Bi₂WO₆、BiPO₄、BiOI、WO₃、Ag₂O等）及Ag₃PO₄/有機(jī)物（MoS₂，C₃N₄，氧化石墨烯、石墨烯、碳納米管、碳量子點(diǎn)等）異質(zhì)結(jié)得到了長足的發(fā)展（Appl Catal B: Environ, 2016, 181, 707–715），同時(shí)，由于材料的形貌直接影響催化劑的性能，研究人員在Ag₃PO₄的形貌控制方面也做了大量工作，Ye等研究表明，在可見光下降解有機(jī)污染物，具有{1 1 0}菱形十二面體晶面與具有{1 0 0}立方體晶面的Ag₃PO₄比常規(guī)球型Ag₃PO₄表現(xiàn)出更高的催化活性（J. Am. Chem. Soc., 2011, 133,6490–6492）。上述改性的可見光催化劑有效提高了量子效率，提供了更多的活性位點(diǎn)，改善了其對(duì)可見光的利用率。