[發明專利]一種高效降解四環素的磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201910277266.3
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109985647A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 曾虹燕;陳超榮;徐圣;熊杰;肖高飛
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種高效降解四環素的磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑的制備方法，屬于光催化和無機納米材料領域。本發明將磷酸銀生長于金屬氧化物表面，可有效改善磷酸銀納米粒子易團聚的問題，提高磷酸銀納米粒子的分散性。金屬氧化物特有的結構與窄帶隙的磷酸銀形成的異質結能增強光生載流子分離效率，有效抑制磷酸銀的光腐蝕，提高催化劑的穩定性。金屬氧化物大的比表面積以及豐富的表面活性位點有利于污染物吸附于催化劑表面，進一步提高光催化活性。所制磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑在模擬太陽光下可高效降解四環素，在環境污染修復方面具有良好的應用價值。本發明所述制備方法簡單易行，成本低，反應條件容易控制，適用于規模化生產。

技術領域

本發明涉及本發明屬于光催化和無機納米材料領域，具體涉及一種高效降解四環素的磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑的制備方法。

背景技術

近些年來隨著醫藥行業的迅猛發展，我國抗生素的使用大量增加，四環素作為一種典型的抗生素，在被人體攝入后難以代謝，大多數以母體化合物的形式被排出體外，對生態環境和生物安全造成極大的潛在威脅。

目前，處理環境殘留四環素已成為當前國內外研究的熱點。半導體光催化作為一種“綠色”技術，因可利用太陽能、適用范圍廣、易于操作、綠色環保、無二次污染而在有機污染物降解領域被廣泛關注。CN104941621A制得的TiO₂/GO復合光催化劑在紫外光照射下對四環素的降解率為65％，其催化活性和光譜響應范圍有待進一步提高。CN107930615A合成了一種Bi₄V₂O₁₁/RGO異質結復合光催化劑，在可見光下四環素最大降解率為70％，CN106179372A合成了一種C@Fe₃O₄@Bi復合光催化劑用于可見光催化降解四環素，降解率約為72％，[盧昶雨等.應用化工,2015,44(11):2036-2039]利用Ni離子交換改性的TiO₂納米管在模擬太陽光下對四環素的降解率為71.28％，這些復合光催化劑的催化活性雖有提升，但制備過程較為繁瑣，不利于連續化生產。

基于以上背景，研發光催化活性高，光響應范圍廣，穩定性高和成本低廉的光催化劑勢在必行。本發明利用金屬氧化物的半導體屬性和大比表面積特性，將窄帶隙的磷酸銀負載于金屬氧化物表面，實現對磷酸銀粒子尺寸的有效調控，構建高效穩定的異質結光催化劑，充分發揮金屬氧化物和磷酸銀各自優點，提高光生載流子的分離能力。所制磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑在模擬太陽光下能夠實現對四環素的高效降解，有利于促進光催化劑降解抗生素的發展，在環境污染修復方面具有良好的應用價值。目前基于磷酸銀和金屬氧化物構筑復合光催化劑材料的制備方法尚未見報道。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種高效降解四環素的磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑的制備方法，具體步驟為：

(1)將尿素加入金屬鹽溶液中，分散均勻后，100～130℃下反應18～24h，離心洗滌，干燥，研磨，得到層狀金屬氫氧化物；

(2)將所述層狀金屬氫氧化物以5～15℃/min的升溫速率在400～600℃下焙燒3～6h，得到金屬氧化物。

(3)將所述金屬氧化物加入至濃度為0.002～0.042mol/L的AgNO₃溶液中，30～60KHz下超聲分散20～40min，逐滴加入20mL磷酸鹽溶液，持續攪拌，離心洗滌，干燥，研磨，得到磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑。

本發明高效降解四環素的磷酸銀/金屬氧化物復合光催化劑的制備方法具有如下優點：

(1)將磷酸銀生長于金屬氧化物表面，可有效改善磷酸銀納米粒子易團聚的問題，提高磷酸銀納米粒子的分散性。

(2)金屬氧化物特有的結構與窄帶隙的磷酸銀形成異質結，增強光生載流子分離效率，抑制了磷酸銀的光腐蝕，提高催化劑的穩定性。