[發明專利]一種Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC光催化材料及其制備與應用

有效

• 申請號: 202011585575.6
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112570024B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 周堯;劉福勝;宋修艷;黨振華
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C02F1/30;C02F101/36
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 盧鵬

本發明提供一種Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC光催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)活性炭AC與FeCl3以2:(4?5)的質量比于pH值為1.5?2.0的水中反應，制得β?FeOOH/AC；(2)將上述制得的β?FeOOH/AC與N?甲基咪唑型離子液體的甲苯溶液按照質量比(2?3):1相混合，加熱反應，反應結束后使用丙酮進行反復洗滌并干燥，得到IL/β?FeOOH/AC；(3)將上述制得的IL/β?FeOOH/AC與AgNO₃相混合，其中AgNO₃濃度為0.04?0.1mol/L，IL/β?FeOOH/AC與AgNO₃的質量比為2:(4?5)，氙燈照射得到Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC光催化材料。與現有技術相比，該方法降解效率高，催化劑穩定，可重復利用，具有較好的環境意義。

技術領域

本發明涉及化學環境技術領域，具體涉及一種新型Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC光催化材料及其制備與應用。

技術背景

環境水體中普遍存在的難降解且有害的酚類廢水，是一類十分常見的芳香族化合物，對于酚類化合物水處理傳統的工藝包括吸附法，生物法和化學氧化法。這些方法往往不能在較短的時間內將氧化降解甚至完全礦化，并存在能耗高，易產生二次污染等缺點。光催化技術從一出現，就由于它的高效率、易于操作、相對低的花費，并且降解過程中不會出現有毒有害的中間產物或者降解完成后不會出現有害的殘留物等優點成為人們降解污水中污染物的可靠選擇。

目前研究的光催化劑有很多，其中二氧化鈦由于具有高效、化學性質穩定、低成本、無毒等優點，成為研究最廣泛的一種光催化材料，但是二氧化鈦光催化技術在實際應用過程中仍然存在很多不足。一是半導體的光吸收波長范圍狹窄，主要是在紫外區，而紫外光僅占太陽光譜的4％，因此太陽能的利用率低，這極大的限制了該催化劑的實際應用。二是二氧化鈦的催化效率低，激發產生的電子和空穴復合率很高，導致量子效率很低。

鐵的氫氧化物是地表常見的重要化合物，具有較大的比表面積，是一種可以相應可見光的光催化材料，甚至在無光的條件下依然具有一定的催化效果。貴金屬在催化劑的表面適量沉積有利于光生電子和空穴的有效分離，從而大大提高催化劑的活性。當半導體與金屬相互接觸時，載流子會重新分布，電子從費米能級較高的n型半導體傳到費米能級較低的金屬，直至它們的費米能級相同，產生肖特基勢壘(SchottlgBarrier)，成為捕獲光生電子的有效勢阱，抑制光生電子與空穴發生復合，最終提高光催化活性。

發明內容

為了克服現有技術的不足，特提出本發明以克服傳統降解酚類化合物，尤其是降解2,4二氯苯酚的方法中存在的能耗高和環境污染嚴重、催化劑易團聚影響反應性能等缺點。

本發明的目的在于提供一種新型光催化材料Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC的制備方法，具體的，所述Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC光催化材料的制備方法包括以下步驟：

(1)活性炭AC與FeCl₃以2:(4-5)的質量比于pH值為1.5-2.0的水中反應，制得β-FeOOH/AC；

(2)將上述制得的β-FeOOH/AC與N-甲基咪唑型離子液體的甲苯溶液按照質量比(2-3):1相混合，加熱反應，反應結束后使用丙酮進行反復洗滌并干燥，得到IL/β-FeOOH/AC；

(3)將上述制得的IL/β-FeOOH/AC與AgNO₃相混合，其中AgNO₃濃度為0.04-0.1mol/L，IL/β-FeOOH/AC與AgNO₃的質量比為2:(4-5)，氙燈照射得到Ag/AgCl/IL/FeOOH/AC光催化材料。

優選的，所述步驟(1)中反應溫度為65-75℃，反應時間為10-12h。

優選的，所述步驟(2)中N-甲基咪唑型離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯酸鹽(BmimCl)。