[發明專利]一種寬吸收譜帶、可富集污染物的太陽光光催化材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810247245.2
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108355687B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 王鈾;劉宗俊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 賈澤純

1.一種寬吸收譜帶、可富集污染物的太陽光光催化材料的制備方法，其特征在于寬吸收譜帶、可富集污染物的太陽光光催化材料的制備方法具體是按以下步驟進行的：

一、合成上轉換納米粒子：向六水合氯化釔、六水合氯化鐿和六水氯化銩的混合物中加入油酸和十八烯，得到反應體系，在氬氣保護和攪拌的條件下將反應體系的溫度從室溫升溫至160℃，并在氬氣保護和溫度為160℃的條件下攪拌0.5h～1.5h，然后將溫度從160℃自然冷卻至50℃，再加入混合液，然后在氬氣保護和溫度為50℃的條件下攪拌0.5h～1h，再將溫度從50℃升溫至75℃，并在氬氣保護和溫度為75℃的條件下保持30min，然后將反應體系的溫度在20min內從75℃升溫至300℃，并在氬氣保護和溫度為300℃的條件下磁力攪拌0.5h～1.5h，反應結束后，將反應體系自然冷卻至室溫，采用乙醇作為溶劑進行離心分離得到固體，將固體采用乙醇清洗3～5次，得到上轉換納米粒子，然后將上轉換納米粒子分散于環己烷中，得到上轉換納米粒子分散液；所述六水合氯化釔的質量與油酸的體積比為1mg:(0.03～0.04)mL；所述油酸與十八烯的體積比為1:(1.8～2)；所述六水合氯化釔與六水合氯化鐿的質量比為1:(0.5～0.8)；所述六水合氯化釔與六水氯化銩的質量比為1:(0.008～0.01)；所述混合液是將氟化銨和氫氧化鈉溶解在甲醇中，其中氟化銨的質量與甲醇的體積比為1mg:(0.06～0.07)mL，氫氧化鈉的質量與甲醇的體積比為1mg:(0.8～1.2)mL；所述六水合氯化釔與混合液中氟化銨的質量比為1:(0.6～0.8)；所述上轉換納米粒子分散液的濃度為30mg/mL；

二、合成核殼結構上轉換納米粒子：向六水合氯化镥中加入油酸和十八烯，得到反應體系，在氬氣保護和攪拌的條件下將反應體系的溫度從室溫升溫至160℃，并在氬氣保護和溫度為160℃的條件下攪拌0.5h～1.5h，然后將溫度從160℃自然冷卻至50℃，再加入上轉換納米粒子分散液和混合液，然后在氬氣保護和溫度為50℃的條件下攪拌0.5h～1h，再將溫度從50℃升溫至75℃，并在氬氣保護和溫度為75℃的條件下保持30min，然后將反應體系的溫度在20min內從75℃升溫至300℃，并在氬氣保護和溫度為300℃的條件下磁力攪拌0.5h～1.5h，反應結束后，將反應體系自然冷卻至室溫，采用乙醇作為溶劑進行離心分離得到固體，將固體采用乙醇清洗3～5次，得到核殼結構上轉換納米粒子，然后將核殼結構上轉換納米粒子分散于環己烷中，得到核殼結構上轉換納米粒子分散液；所述六水合氯化镥的質量與油酸的體積比為1mg:(0.06～0.08)mL；所述油酸與十八烯的體積比為1:(1.8～2)；所述混合液是將氟化銨和氫氧化鈉溶解在甲醇中，其中氟化銨的質量與甲醇的體積比為1mg:(0.06～0.07)mL，氫氧化鈉的質量與甲醇的體積比為1mg:(0.8～1.2)mL；所述油酸與上轉換納米粒子分散液的體積比為1:0.5；所述上轉換納米粒子分散液與混合液的體積比為1:1；所述核殼結構上轉換納米粒子分散液的濃度為30mg/mL；

三、合成上轉換/介孔二氧化硅核殼納米粒子：將十六烷基三甲基溴化銨加入到水中配成溶液，將溶液與核殼結構上轉換納米粒子分散液混合后在室溫下攪拌0.5h后超聲0.5h，得到超聲溶液，在溫度為80℃的條件下加熱至超聲溶液透明后采用氫氧化鈉溶液調整超聲溶液的pH為9～10，得到調整pH后的超聲溶液，然后采用蠕動泵以0.5mL/h的速度向調整pH后的超聲溶液中加入濃度為25％的正硅酸乙酯/乙醇溶液后，在室溫下反應24h后，通過離心分離得到固體，將固體采用乙醇清洗3～5次，然后在真空干燥箱內真空干燥24h，得到上轉換/二氧化硅核殼納米粒子；將上轉換/二氧化硅核殼納米粒子加入到甲醇溶液中，再向其中加入濃鹽酸攪拌10min～20min后，在溫度為70℃的條件下回流12h，得到上轉換/介孔二氧化硅核殼納米粒子；所述十六烷基三甲基溴化銨的質量與水的體積比為1mg:0.04mL；所述十六烷基三甲基溴化銨的質量與核殼結構上轉換納米粒子分散液的體積比為1mg:(0.001～0.005)mL；所述濃度為25％的正硅酸乙酯/乙醇溶液與核殼結構上轉換納米粒子分散液的體積比1:(0.6～0.9)；所述上轉換/二氧化硅核殼納米粒子的質量與甲醇溶液的體積比為1mg:0.1mL；所述上轉換/二氧化硅核殼納米粒子的質量與濃鹽酸的體積比為1mg:0.001mL；

四、制備上轉換/介孔二氧化硅/磷酸銀復合材料：①將上轉換/介孔二氧化硅核殼納米粒子加入到水中在室溫下攪拌0.5h后超聲0.5h；②然后先向步驟①得到的溶液中加入濃度為0.15mol/L的硝酸銀溶液，再向其中逐滴加入濃度為0.005mol/L的磷酸氫二鈉溶液；③重復操作步驟②5次，得到反應液；④將反應液在室溫條件下反應4h～6h，反應結束后采用蒸餾水清洗3～5次，離心分離得到固體，然后在真空干燥箱內真空干燥24h，得到上轉換/介孔二氧化硅/磷酸銀復合材料；步驟四中所述上轉換/介孔二氧化硅核殼納米粒子的質量與水的體積比為1mg:(4～6)mL；步驟②中所述濃度為0.15mol/L的硝酸銀溶液與步驟①所述水的體積比為1:(120～180)；步驟②中所述濃度為0.005mol/L的磷酸氫二鈉溶液與步驟①所述水的體積比為1:(12～18)。