[發(fā)明專(zhuān)利]Ag/PbBiO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810316875.0
• 申請(qǐng)日: 2018-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108620101B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘文武;申士杰;吳建波;劉彥平;詹白勺;徐愛(ài)嬌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)州學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/135
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/135;B01J35/02;B01J37/10;B01J37/16;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
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本發(fā)明涉及光催化分解有機(jī)污染物處理技術(shù)，尤其涉及Ag/PbBiO₂Cl納米片復(fù)合光催化劑及制備方法，該催化劑將Ag納米顆粒沉積在PbBiO₂Cl納米片表面，該制備方法為：水熱合成法制備PbBiO₂Cl納米片；利用光還原法將Ag納米顆粒沉積在PbBiO₂Cl納米片表面。本發(fā)明將Ag納米顆粒與PbBiO₂Cl納米片復(fù)合，Ag作為光生電子的載體，能夠有效提高光生電子空穴分離效率，從而提高PbBiO₂Cl納米片的光催化效率。當(dāng)Ag的濃度為0.5wt%時(shí)，其光催化降解有機(jī)物甲基橙性能最佳，是純PbBiO₂Cl納米片光催化性能的3.6倍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光催化分解有機(jī)污染物的Ag/PbBiO₂Cl納米片復(fù)合光催化劑及制備方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。光催化分解有機(jī)污染物，是一種利用太陽(yáng)能的綠色技術(shù)。鉍系半導(dǎo)體氧化物，由于其結(jié)構(gòu)的豐富性、合適的價(jià)帶和導(dǎo)帶位置，滿(mǎn)足有機(jī)物分解的潛在要求。其中，PbBiO₂Cl的帶隙為2.45 eV，能夠充分吸收可見(jiàn)光。此外，PbBiO₂Cl的[BiPbO₂] 和 [Cl] 層間形成的內(nèi)電場(chǎng)利于電子的轉(zhuǎn)移。因此，PbBiO₂Cl有望成為一種高效率的可見(jiàn)光光催化劑。

另一方面，光生電子空穴容易復(fù)合。目前一些研究者利用石墨烯、金、銀、鉑等與半導(dǎo)體復(fù)合，能夠有效降低電子-空穴復(fù)合率。其中，Ag是一種優(yōu)異的導(dǎo)體，強(qiáng)的電子轉(zhuǎn)移力，與半導(dǎo)體復(fù)合后，能夠?qū)雽?dǎo)體表面的電子轉(zhuǎn)移到Ag表面。然而，助催化劑分布不夠均勻及納米顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重，影響了復(fù)合光催化劑的性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種成本較低、效率高的Ag/PbBiO₂Cl納米片復(fù)合光催化劑及制備方法。

為達(dá)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種Ag/PbBiO₂Cl納米片復(fù)合光催化劑，包括有Ag納米顆粒、PbBiO₂Cl納米片、Ag納米顆粒沉積在PbBiO₂Cl納米片表面。

較佳地，所述的Ag納米顆粒尺寸為25 nm。

較佳地，所述的PbBiO₂Cl納米片厚度為10 nm。

較佳地，所述的Ag納米顆粒的濃度為0.5 wt%。

一種Ag/PbBiO₂Cl納米片復(fù)合光催化劑制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1，利用水熱合成法制備PbBiO₂Cl納米片；

S2，利用光還原法將Ag納米顆粒沉積在PbBiO₂Cl納米片表面。

較佳地，所述步驟S2具體為：將S1中制備好的1 mmol PbBiO₂Cl納米片超聲分散在30 mL 去離子水中，一定比例的AgNO₃（Ag的含量為0.25、0.5 和 0.75 wt%）添加到上述懸濁液中，接著用500 W的氙燈照射3小時(shí)，隨后將懸濁液離心，得到的粉體用去離子水和酒精清洗，最后在80 ℃烘干2小時(shí)。

本發(fā)明將Ag納米顆粒與PbBiO₂Cl納米片復(fù)合，Ag作為電子的轉(zhuǎn)移體，能夠有效分離電子空穴，提高PbBiO₂Cl納米片的光催化效率。當(dāng)Ag的濃度為0.5 wt%時(shí)，其光催化分解有機(jī)物性能最佳，是PbBiO₂Cl納米片的3.6倍。Ag復(fù)合過(guò)程中，添加聚乙二醇利于助催化劑分布均勻及降低納米顆粒團(tuán)聚。