[發明專利]一種磷酸銀光催化劑在棉織物表面負載的方法

有效

• 申請號: 201911034998.6
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112742484B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 董永春;嚴英文;邊立然;于寬寬;江標
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30
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本發明設計了一種磷酸銀光催化劑在棉織物表面負載的新方法。其特征在于該方法通過三個步驟將磷酸銀牢固地負載于改性棉織物表面，其一是磷酸銀的負載，在此過程中磷酸銀的合成及其對改性棉織物的負載同步進行，使得磷酸銀與纖維結合牢固。其二是溴化銀的表面修飾，不僅有效抑制磷酸銀的光腐蝕現象，而且對其在纖維表面的負載有所加強。其三是固定劑的后處理，這進一步加強了磷酸銀與纖維的結合牢度。當所制備的磷酸銀負載改性棉織物應用于染料廢水凈化處理時，在可見光下具有優良的光催化氧化活性及重復利用性。此外，該方法既利用了棉織物易于改性等特性，又克服了磷酸銀粉體在應用過程中易團聚等不足，這推動了磷酸銀光催化劑的工業化應用。

技術領域

本發明屬于可見光催化材料技術領域，具體涉及一種磷酸銀光催化劑在棉織物表面負載的新方法。

背景技術

磷酸銀(Ag₃PO₄)是一種光催化性能極強的可見光光催化材料，因其直接帶隙寬度為 2.43eV，間接帶隙寬度為2.36eV，故能吸收波長小于530nm的太陽光，并且在400-800nm范圍可見光區表觀量子產率高達90％，具有可見光響應、光生電子-空穴對分離效率高和光催化活性極高等特性。Ag₃PO₄的價帶邊緣為2.85eV，遠高于H₂O/O₂的氧化電勢(1.23eV)，產生的空穴能夠直接將吸附的H₂O分子氧化產生O₂，而Ag₃PO₄的導帶邊緣為0.45eV，高于 H⁺/H₂的還原電勢，若無犧牲試劑存在，則捕獲光生電子生成AgO。盡管Ag₃PO₄光催化劑以高活性著稱，但是仍存在光腐蝕的問題，多采用溴化銀進行表面修飾的辦法加以解決。但是目前所制備的磷酸銀基光催化劑在實際應用中主要以粉末的形態存在，而粉體在實際應用過程中存在易產生粉塵污染、不易回收等問題，此外，當體系中有液體流動時將會不可避免地造成材料的大量損失。因此，將磷酸銀基光催化劑造粒成型、成膜、負載、甚至制成纖維等塑形過程是其進行工業化生產時必不可少的環節。目前多采用首先制備磷酸銀粉末，然后將其做成水分散液再負載到棉織物表面[Ag₃PO₄/TiO₂負載功能織物的制備及其對有機污染物的降解[D].浙江理工大學，2018.]，這種方法至少存在如下缺點：(1)沒有避免磷酸銀粉塵污染；(2)所制備的磷酸銀水分散液不穩定，難以適應工業化生產；(3)工藝路線過長，制備工藝繁雜；(4)負載于纖維表面的磷酸銀粒子不穩定，易于從纖維表面脫落。

發明內容

為克服現有技術的缺點和不足，本發明擬解決的技術問題是提供一種磷酸銀光催化劑在棉織物表面負載的新方法，其特征在于該方法由磷酸銀的負載、溴化銀的表面修飾、固定劑的后處理三個步驟組成。首先通過多元羧酸對棉織物進行改性在其表面引入羧基，然后將改性棉織物浸漬于硝酸銀溶液中使帶正電的銀離子與帶負電的羧基通過靜電力結合，再將所得織物浸漬于磷酸氫二鈉溶液中使其與硝酸銀反應在纖維表面生成磷酸銀，得到磷酸銀負載改性棉織物。在此步驟中磷酸銀催化劑的合成及其對改性棉織物的負載過程同步進行，不僅使得工藝簡單易于操作，而且使磷酸銀催化劑與纖維牢固結合不易脫落。然后通過溴化銀的表面修飾和固定劑的后處理，不僅能夠提高磷酸銀的耐光腐蝕性，而且進一步加強磷酸銀與纖維的結合牢度。所制備的磷酸銀負載改性棉織物能夠用于多種染料廢水的凈化處理，在可見光條件下具有優良的光催化氧化活性以及重復利用性，表現出廣闊的應用前景。該方法既充分利用了棉織物成本低、來源廣和易于改性等的優良性能，又克服了磷酸銀粉體光催化劑在應用過程中易團聚且不易回收的缺點，這對于推動磷酸銀光催化劑的工業化應用具有重要意義。

本發明解決所述負載方法技術問題的具體技術方案是提供一種磷酸銀光催化劑在棉織物表面負載的新方法，其采用下述工藝：