[發明專利]一種Ag量子點修飾的高熵氧化物光催化劑制備方法

在審

• 申請號: 202110501167.6
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113181922A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 余昕燁;程險;景琴芳;關增智;周李軍;林智杰;劉智勇
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;B01J23/89;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發明公開了一種Ag量子點修飾的高熵氧化物Ag?(CoMgNiZnCu)O光催化劑的制備方法，是基于(CoMgNiZnCu)O高熵納米粒子表面上沉積Ag量子點的制備方法，利用原位光還原法制備Ag?(CoMgNiZnCu)O異質結，由于(CoMgNiZnCu)O高熵納米粒子具有相對較低的空穴遷移率，導致電子空穴復合幾率明顯增加，從而降低了材料的催化效率，為此在其表面上沉積Ag量子點可以增大比表面積，有利于電子空穴對的分離，從而有效提升有機污染物羅丹明B的降解效率，其降解率可高達98.6%。本發明實現了可見光?電?化學催化之間的高效轉換，在有機廢水處理領域有廣闊的應用前景，且制備工藝簡單，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，尤其涉及基于一種Ag量子點修飾的高熵氧化物光催化劑制備及其催化降解有機污染物的方法。

背景技術

工業生產造成的廢水中存在著各種有色有機化合物，這些有機物化合物在水中種類多、含量大、難分解，嚴重污染著水質，不僅嚴重破壞水生生物的生態圈平衡，還對人類生命健康產生嚴重風險。隨著工業化的發展，成分更加復雜更加難以處理的有機污染物被陸續生產出來，促使廢水處理工藝更加難以開發，處理程序更加繁瑣，成本也大大提高。

到目前為止，國內外處理工業廢水的方法主要分為以下三類：物理、化學和生物處理方法。通過物理方法對有機染料廢水進行處理，如活性炭吸附、超濾、反滲透、化學絮凝、離子交換等，只是對污染物進行簡單的物理分離其非溶解性污染物，并沒有改變污染物的化學結構，無法根本上處理這些有機污染物，并且容易造成再次污染。因工業染料大多具有致癌性并且穩定性高，對使用的生物體毒性大，很難大量利用這些生物體，所以生物學方法只能運用于極其少數類型染料降解。化學法由于催化材料不能循環使用，限制了其在廢水處理上的使用。在分解這些污染物的策略中，從廢水中去除染料的高效和環境友好的方法已被列入時間表。近幾十年來，以太陽能為驅動力的光催化技術是水和空氣凈化和修復的一種新興策略，引起了人們的廣泛關注。(X. Ye，S. Zhao，S. Meng，X. Fu，L. Bai，Y. Guo，X. Wang，S. Chen，Remarkableenhancement of photocatalytic performance viaconstructing a novel Z-scheme KNbO₃/Bi₂O₃ hybrid material，Mater. Res. Bull. 94(2017) 352-360)

高熵材料光催化性能的研究是一個相對較新的發展。由于能夠通過光照(如太陽光)中獲取光能，在吸收了可見光的能量之后降解有機物，并在自身無損耗的情況下最終生成二氧化碳和水的過程。因此高熵納米材料被設想為有希望的催化劑。常見的一些典型光催化材料的光催化劑有TiO₂、ZnO、WO₃、Fe₂O₃、ZnS、CdS和PbS等，已被證明光照下分解H₂O或降解有機污染物的有效光催化劑。需要進一步的努力來提高這些材料在實際應用中的光催化效率。目前在研究(CoMgNiZnCu)O高熵納米材料采用多主元混合的方式引入“化學無序”，具有晶格畸變、高熱穩定性、“雞尾酒”效應等，在染料廢水降解方面有著光明的前景。

本發明利用Ag量子點修飾納米高熵氧化物(CoMgNiZnCu)O。一方面，(CoMgNiZnCu)O高熵納米材料催化劑具有晶格畸變、高熱穩定性、“雞尾酒”效應等，可見光吸收能力強，可用于光催化降解有機污染物。另一方面，通過在其表面沉積銀量子點顯著阻礙電子(e^-)/空穴(h⁺)對的復合，從而增強了光催化降解有機污染物的性能。

發明內容

本發明的目的是提出一種Ag量子修飾的高熵氧化物光催化劑的制備方法，通過利用(CoMgNiZnCu)O高熵納米材料的催化性和其表面沉積Ag相結合的方法，從而顯著提高其光催化降解染料廢水的效率。

本發明是通過以下工藝步驟實現的。