[發(fā)明專利]一種rGO/硅酸銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910080279.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN109794238B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李翠霞;王慧康;康偉超;盧學(xué)峰;楊曉永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/50
• 分類號(hào): B01J23/50;B01J35/10;C02F1/30;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明提供了一種rGO/硅酸銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過rGO和Ag₁₀Si₄O₁₃的復(fù)合，成功制備了粒徑小(約為25nm)和晶粒分布更均勻的復(fù)合光催化劑；同時(shí)，由于rGO具有優(yōu)異的電導(dǎo)率，與Ag₁₀Si₄O₁₃復(fù)合后，能快速地將Ag₁₀Si₄O₁₃產(chǎn)生的光生載流子快速轉(zhuǎn)移到表面；這不僅能克服光生載流子的復(fù)合問題，提高光催化效率，而且也能避免光生電子在Ag₁₀Si₄O₁₃表面的富集造成的光腐蝕問題，提高Ag₁₀Si₄O₁₃材料的穩(wěn)定性；使其能夠很好地應(yīng)用于光催化降解污染物中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種rGO/硅酸銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，人類在享用現(xiàn)代物質(zhì)文明的同時(shí)，也在飽嘗環(huán)境污染帶來的苦果。其中水污染是一個(gè)重要的問題，污水的排放對(duì)江河湖泊造成嚴(yán)重的污染，這不僅會(huì)影響我們的生產(chǎn)、生活，而且會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。人們因生產(chǎn)和生活排放的大量有機(jī)廢水，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在眾多的污水處理技術(shù)中，光催化技術(shù)是一項(xiàng)清潔、高效、并且不會(huì)造成二次污染的新型處理技術(shù)。對(duì)于研究廣泛的二氧化鈦、氧化鋅等光催化材料，其存在以下問題：(1)可見光利用效率低，由于其禁帶寬度較高，光吸收范圍窄，只能吸收太陽光中5％的紫外光。(2)光生載流子復(fù)合率高，在光催化過程中，二氧化鈦等材料產(chǎn)生的光生載流子成功遷移到表面且未發(fā)生復(fù)合的空穴和電子的數(shù)目比較少。因此，開發(fā)及設(shè)計(jì)合成新型的可見光響應(yīng)的窄帶隙半導(dǎo)體催化材料成為目前的趨勢(shì)。

Ag₁₀Si₄O₁₃是一種比較好的可見光響應(yīng)的窄帶隙半導(dǎo)體催化材料。由于銀離子獨(dú)特的4d¹⁰電子結(jié)構(gòu)，使得Ag₁₀Si₄O₁₃材料帶隙窄，光吸收范圍達(dá)到可見光區(qū)域；并且Ag₁₀Si₄O₁₃晶體中的正負(fù)電荷中心不重合，并且定向排列，導(dǎo)致其內(nèi)部存在內(nèi)建電場，有利于光生載流子的分離。用固相法和沉淀法制備Ag₁₀Si₄O₁₃材料，存在顆粒粒徑較大，易團(tuán)聚、比表面積小的問題；同時(shí)，Ag₁₀Si₄O₁₃材料的光生載流子復(fù)合率高的問題仍然沒有得到解決。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種rGO/硅酸銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的rGO/Ag₁₀Si₄O₁₃復(fù)合材料具有優(yōu)異的比表面積、催化活性和光生載流子復(fù)合率，能夠廣泛應(yīng)用于光催化降解污染物。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種rGO/Ag₁₀Si₄O₁₃復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將檸檬酸、無水乙醇和正硅酸乙酯混合，得到混合溶液；

(2)在所述步驟(1)得到的混合溶液中滴加水，攪拌后經(jīng)陳化，得到硅酸溶膠；

(3)將石墨烯水溶膠與硅酸溶膠混合，得到石墨烯-硅酸溶膠；

(4)在所述步驟(3)得到的石墨烯-硅酸溶膠中滴加硝酸銀溶液，進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，靜置后烘干，得到前驅(qū)體；