[發明專利]一種用于降解四環素光催化納米材料的制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810065654.0
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108187669A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 曹麗麗;王利平;彭慧;汪楚喬;蔣善慶
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J23/58
• 分類號: B01J23/58;C02F1/30;C02F101/30
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本發明屬無機納米材料與環境材料制備技術領域，涉及一種新型Ag?SrTiO₃納米材料及其制備方法和應用。在本文中，Ag⁺摻雜SrTiO₃光催化劑通過一步水熱合成法成功制備，在可見光照射下對四環素(TC)進行光降解。通過實驗發現，Ag⁺摻雜量為1.5～5％重量。光催化實驗結果表明，制備的Ag?SrTiO₃光催化劑在TC降解率方面產生極強。與可見光光照射下的純SrTiO₃相比，特別地，Ag?SrTiO₃樣品摻雜3％，在120min內顯示出高效的TC降解率(79.63％)。采用摻雜Ag⁺拓展SrTiO₃光催化劑的響應范圍，使之有效實現可見光響應。本發明的目的在于提供一種工藝簡單，形貌為球狀納米結構的半導體材料，具有化學穩定性好等優點，并對四環素廢水有很好的光降解作用。本發明催化劑制備工藝簡單，光催化活性高等優點。

技術領域：

本發明屬于無機納米材料與環境材料制備及其降解環境污染物的技術領域，涉及一種一步水熱法Ag⁺摻雜SrTiO₃納米材料及其制備方法和應用。

背景技術：

近年來水安全問題受到世界各國的普遍關注，隨著醫學工業的不斷發展，制藥廢水給環境帶來的負面影響越來越嚴重。環境中，抗生素類藥物的存在已經有很長時間。抗生素制藥過程所產生的廢水多數含有濃度較高的活性抗生素，它們能夠抑制水處理中微生物的生長，干擾水生物種的內分泌，促使抗藥基因的產生，并且生產過程中廢水排放的不連續性及濃度波動較大等特點使得生產廢水中的抗生素很難降解。

四環素(TC)由于其高效、生物活性物質，是一種主要的抗生素組用于獸醫用途，為人類治療和農業用途。治療后，70％以上的四環素抗生素排出和活躍的形式釋放到環境通過尿液和糞便從人類和動物。

SrTiO₃僅對紫外光吸收，光生電子-空穴容易復合，限制了SrTiO₃光催化應用的潛力，因此對SrTiO₃進行改性以改善其光催化活性是一個急需解決的問題。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種新型的Ag-SrTiO₃可見光光催化劑及其制備方法與應用，所制得的光催化劑有利于光生載流子的輸送過程，具有良好的可見光光催化活性。

本發明的另一目的是提供上述Ag-SrTiO₃可見光催化劑的應用。

為了實現上述的第一個目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種一步水熱法制備的Ag-SrTiO₃納米材料，AgNO₃與Sr(NO₃)₂的摩爾比分別為1.5％，2.5％，3％，4％，5％，所制備的樣品Ag-SrTiO₃分別記為S1，S2， S3，S4，S5可見光催化劑。

本發明Ag-SrTiO₃納米材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將1.26g檸檬酸溶于15mL無水乙醇中；

(2)向步驟(1)中滴加Sr(NO₃)₂溶液，然后滴加1.5mL鈦酸異丙酯溶液，攪拌使其混合均勻，形成白色溶液；

(3)向步驟(2)中所述白色溶液中滴加硝酸銀溶液；

(4)向上述混合溶液中滴加NaOH溶液，調節pH；

(5)將溶液轉置100mL的四氟乙烯內襯中，在150℃的條件下反應36h，然后用冰醋酸，無水乙醇，去離子水各洗三遍；