[發明專利]一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810745879.0
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108855059A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 葉群穎;龔潔;張惠靈;鄧淼;陳燚;秦志龍;熊柏聞
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭勁松

本發明公開了一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑及其制備方法。該催化劑是以漂珠為載體，在漂珠表面負載氧化銀。其制備步驟是：（1）采用酸處理和表面活性劑刻蝕改性粉煤灰漂珠（FACs）；（2）采用普通的化學合成法制備一系列不同質量比的Ag₂O/FACs復合光催劑。該制備方法簡單易行，FACs的引入增加了復合光催化劑的吸附能力和活性位點并避免了催化劑的聚集，提高了復合光催化劑的光催化性能。催化劑載體采用空心漂珠，廉價易得，成本低，有效提高了光催化劑使用壽命，穩定性增強。

技術領域

本發明屬于復合光催化材料技術領域，涉及一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑及其制備方法。

背景技術

粉煤灰作為燃煤電廠的副產品，其產生量逐年增加。而目前對粉煤灰的主要處置辦法還是作為建筑材料或者填埋，綜合利用率低且污染環境。因此從節約能源和保護環境的角度，粉煤灰的高效、充分和高附加價值利用是很迫切的。而從粉煤灰中分選出來的粉煤灰漂珠(FACs)由于比表面積大、質輕、內部孔隙豐富等特點，是優秀的吸附材料，可以作為光催化劑的載體而運用在廢水處理等方面，達到以廢治廢的目的。

太陽能是一種取之不盡用之不竭的能源，它是人類賴以生存的根本。在有效利用自然界的太陽能的啟發下，光催化凈水被證明是一種高效、綠色和有潛力的新興技術，可用于將各種有機污染物降解并轉化為無害產品(如CO₂、H₂O)[1]。一方面，光催化技術可以利用清潔太陽能，將環境中難降解的污染物進行有效的無害化處理。另一方面，光催化技術能將低密度的太陽能轉化成高密度的清潔能源。因此，光催化反應節約能源和過程無害的特點為發展環境友好、經濟適用的環保材料提供了新方向。但是，傳統的TiO₂光催化劑存在著很多不足之處，其對太陽光的響應范圍較窄，太陽能利用率低，并且其量子效率低。

銀和非金屬元素或者過渡元素組成的銀基半導體材料大多是窄帶隙半導體，是很有前景的光催化降解污染物和水解產氫的材料。Ag₂O作為p型半導體，被發現是一種具有一個狹窄的1.2ev能量帶隙的高效可見光催化劑。但傳統的Ag₂O光催化劑易凝聚、易失活、不易回收再利用，因此，低成本、高效、易回收的光催化劑的研制將具有重要意義。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明的一個目的在于提供一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑(以下簡稱：Ag₂O/FACs復合光催化劑)，與目前的光催化劑相比，Ag₂O/FACs復合光催化劑在近紅外光區的光催化性能明顯增強。催化劑載體采用空心漂珠，廉價易得，成本低，有效提高了光催化劑使用壽命，穩定性增強。本發明的另一目的是提供一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑的制備方法，以工業固體廢棄物粉煤灰漂珠作為金屬化合物光催化劑Ag₂O的載體，采用普通的化學合成法制備一系列不同質量比的Ag₂O/FACs復合光催化劑。該制備方法簡單易行，所制備的催化劑具有良好的光催化活性與穩定性。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑，包括催化劑活性成分和催化劑載體，所述催化劑載體為典型的工業固體廢棄物粉煤灰漂珠，所述粉煤灰漂珠為硅鋁質玻璃空心漂珠，占粉煤灰總量的0.5％，其粒徑為2-200μm，主要由50％-60％SiO₂，30％-40％Al₂O₃，以及少量碳和其他物質組成；催化劑活性成分為氧化銀，其中氧化銀、粉煤灰漂珠的質量比為1:3、1:1、3:1、5:1或8:1中的任意一種。

優選地，氧化銀、粉煤灰漂珠的質量比為3:1。

一種粉煤灰漂珠負載氧化銀復合光催化劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)粉煤灰漂珠的活化