CN102489321B - Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法 - Google Patents
Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102489321B CN102489321B CN 201110447194 CN201110447194A CN102489321B CN 102489321 B CN102489321 B CN 102489321B CN 201110447194 CN201110447194 CN 201110447194 CN 201110447194 A CN201110447194 A CN 201110447194A CN 102489321 B CN102489321 B CN 102489321B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- agcl
- photochemical catalyst
- mixes
- preparation
- sodium chloride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于纳米材料加工技术领域，具体涉及一种Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法。该方法的步骤如下：（1）将硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮溶解于还原性溶剂中制得混合液，将氯化钠溶于还原性溶剂中形成氯化钠溶液；（2）在超声作用下，向步骤（1）的混合液中逐滴加入氯化钠溶液，滴加完毕后反应20-40min制得Ag/AgCl的悬浮液；（3）Ag/AgCl的悬浮液后处理得Ag/AgCl混杂光催化剂。本发明的制备方法具有效率高、成本低、重复性好、适合于规模制备、产品性能优异的优点。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料加工技术领域，具体涉及一种Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法。
背景技术
含有染料等有机物的废水是水资源污染的重要来源，但是，由于染料废水的产生量大、地域分散，难以集中净化处理，并且常规处理方法的成本很高，多数厂矿企业难以承受。利用太阳光进行光催化降解有机染料的方法具有效率高、成本低、易操作等优点，是近年来的研究热点。TiO2等过渡金属半导体纳米结构得到了大量的研究与实验室规模的应用实践，目前突出的难题就是如何调制其能隙宽度，提高太阳能的利用效率。对TiO2等过渡金属半导体进行参杂或者进行结构复合是调制光催化剂能隙结构的常用方法与手段，但是，效果不是很明显。基于新的理论寻求新的高效、可见光催化剂显得尤为重要和迫切。
最近的研究表明，将金属纳米颗粒负载于合适的基体上，利用金属颗粒在可见光光场中的表面等离子共振(surface plasmon resonance，SPR)效应，产生光生“电子－空穴”对；当光生“电子－空穴”对能被有效分离时，即可用作利用可见光驱动的有效光催化剂材料。目前，Ag/AgCl是研究较多的基于SPR效应的光催化剂材料，常有的制备方法有油浴加热法、微波辅助加热法、离子交换法等。由于Ag离子与Cl离子反应生成AgCl沉淀的速度很快，反应速度很难控制，再加之金属Ag的生成往往需要在EG等还原性介质中加热处理，从而，所得Ag/AgCl催化剂的颗粒大小与形貌很难控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法。
本发明采用以下技术方案：
Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法，步骤如下：（1）将硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮溶解于还原性溶剂中制得混合液，将氯化钠溶于还原性溶剂中形成氯化钠溶液；（2）在超声作用下，向步骤（1）的混合液中逐滴加入氯化钠溶液，滴加完毕后反应20-40min制得Ag/AgCl的悬浮液；（3）Ag/AgCl的悬浮液后处理得Ag/AgCl混杂光催化剂。
步骤（3）中后处理的过程为：向Ag/AgCl的乙二醇悬浮液中加入乙醇稀释后，经离心分离、洗涤、干燥。
所述步骤（1）形成的混合液中硝酸银的摩尔浓度为0.025-0.1 mol/L，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0-20 g/L，NaCl与AgNO3的摩尔比为1-2。
超声作用时所用超声仪的功率不小于300W。
超声时所用超声仪的功率优选300-800W。
还原性溶剂为乙二醇或/和乙醇。
当还原性溶剂为乙二醇与乙醇的混合物时，任意比例即可。
本发明方法制备的Ag/AgCl混杂光催化剂，呈立方体或聚集体形貌，呈紫灰色，粒径为50 ― 500 nm，金属Ag为微细的纳米簇，分散嵌布于立方相AgCl基体中(JCPDS #31–1238)，形貌规则、粒度均匀性易控制，对甲基橙、罗丹明等有机染料具有良好的可见光降解性能，能在可见光催化有机物染料降解等方面有广泛应用。
本发明采用高能超声化学制备Ag/AgCl催化剂，当超声波辐照液体时，由于交替产生压缩与扩张作用产生大量的气泡；气泡经历形成、长大等过程，最后瞬间爆炸式破裂，在局部产生超高压力和温度（即“空化作用”），诱导反应的进行。此外，在超声波的空化作用下，很多溶剂可瞬间产生还原性激子，可将金属离子还原成单质金属。与此同时，超声波的空化作用能有效驱散纳米颗粒的二次团聚，提高粉体的分散性。当用高能超声波处理含有Ag+与Cl－的EG溶液，利用超声波产生的局部高温与还原型性离子进行反应，在生成AgCl沉淀的同时，部分Ag离子被超声还原成Ag纳米簇，一步法制备出了光催化性能良好的Ag/AgCl混杂光催化剂，基本反应式可如下表示：
本发明提供的超声化学法制备产品的粒度比其他方法制备样品要小，效率高，工艺简单，可实现规模化制备。本发明的制备方法具有效率高、成本低、重复性好、适合于规模制备、产品性能优异的优点。
附图说明
图1为实施例1 Ag/AgCl混杂光催化剂的数码照片；
图2为实施例1 Ag/AgCl混杂光催化剂的X射线衍射图谱；
图3为实施例1 Ag/AgCl混杂光催化剂（A）与AgCl（B）的紫外－可见光吸收光谱图；
图4为实施例1 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图5为实施例1 Ag/AgCl混杂光催化剂的颗粒粒径分布图；
图6为实施例1 Ag/AgCl混杂光催化剂对甲基橙的可见光降解曲线；
图7为实施例2 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图8为实施例3 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图9为实施例4 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图10为实施例5 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图11为实施例6 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图12为实施例7 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片；
图13为实施例8 Ag/AgCl混杂光催化剂的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1
（1）将2.7 g、16 mmol的硝酸银与5 g 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）加于200 mL 乙二醇中，搅拌至完全溶解制得硝酸银与PVP的乙二醇溶液；10.6 g氯化钠溶解于20 mL的乙二醇溶液中；（2）在300W超声仪的超声作用下，将氯化钠的乙二醇溶液逐滴加入到硝酸银与PVP的乙二醇溶液中，乳白色悬浮液立即形成，上述悬浮液在超声作用下逐渐变成浅紫红色，随着反应时间的延长，颜色变深，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应30分钟，然后停止超声形成Ag/AgCl的乙二醇悬浮液；（3）向Ag/AgCl的乙二醇悬浮液中按1：1体积比加乙醇稀释后离心分离，收集固体产物，固体产物经乙醇多次洗涤后，在60度下干燥2小时以上得Ag/AgCl混杂光催化剂。该实施例中，初始溶液中AgNO3浓度为0.08 mol/L，PVP浓度为25 g/L。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂样品呈紫灰色粉末，如图1的数码照片所示，图2为所得样品的XRD图谱，可以看出样品的主要物相组成是立方相AgCl （JCPDS #31–1238）；～38度的弱峰应归属于金属Ag。图3为样品的紫外－可见光吸收光谱（曲线A），在450-650纳米波长范围的宽吸收峰是由于金属Ag纳米晶的表面等离子共振效应引起，纯的AgCl在该波长范围里没有吸收（如曲线B所示），进一步说明金属Ag存在。
所得的Ag/AgCl混杂光催化剂呈立方体、聚集体颗粒形貌，如图4的扫描电子显微镜照片所示；粒度分布如图5所示，平均粒径为115纳米。
以所得的Ag/AgCl混杂光催化剂为光催化剂，在波长大于400纳米的可见光作用下降解甲基橙水溶液，图6为其降解曲线，在15分钟内可基本降解完，说明所得的Ag/AgCl混杂光催化剂为性能优异可见光催化剂材料。
实施例2
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，还原性溶剂为乙醇，PVP的浓度为20g/L，AgNO3的浓度为0.025mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为1.2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为20 min，超声仪功率400W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图7所示，平均粒径为320纳米。
实施例3
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，还原性溶剂为乙醇与乙二醇（体积比1:1）的混合物，PVP的浓度为20g/L，AgNO3的浓度为0.1mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为1.2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为20 min，超声仪功率500W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图8所示，平均粒径为260纳米。
实施例4
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，PVP的浓度为20g/L，AgNO3的浓度为0.1mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为1.2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为20 min，超声仪功率600W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图9所示，平均粒径为240纳米。
实施例5
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，还原性溶剂为乙醇，PVP的浓度为0 g/L，AgNO3的浓度为0.05mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为1.2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为35 min，超声仪功率700W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图10所示，平均粒径为410纳米。
实施例6
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，还原性溶剂为乙醇与乙二醇（体积比1:2）的混合物，PVP的浓度为10g/L，AgNO3的浓度为0.05mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为35 min，超声仪功率800W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图11所示，平均粒径为280纳米。
实施例7
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，PVP的浓度为15 g/L，AgNO3的浓度为0.05mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为35 min，超声仪功率900W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图12所示，平均粒径为300纳米。
实施例8
与实施例1不同的是，步骤（1）的初始反应液中，PVP的浓度为20 g/L，AgNO3的浓度为0.05mol/L，加入NaCl与AgNO3的摩尔比为2，待氯化钠的乙二醇溶液加完后继续反应时间为35 min，超声仪功率1000W。
所得Ag/AgCl混杂光催化剂的形貌如图13所示，平均粒径为320纳米。
Claims (5)
1.Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮溶解于还原性溶剂中制得混合液，将氯化钠溶于还原性溶剂中形成氯化钠溶液；（2）在超声作用下，向步骤（1）的混合液中逐滴加入氯化钠溶液，滴加完毕后反应20-40min制得Ag/AgCl的悬浮液；（3）Ag/AgCl的悬浮液后处理得Ag/AgCl混杂光催化剂。
2.如权利要求1所述的Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中后处理的过程为：向Ag/AgCl的乙二醇悬浮液中加入乙醇稀释后，经离心分离、洗涤、干燥。
3.如权利要求1或2所述的Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）形成的混合液中硝酸银的摩尔浓度为0.025-0.1 mol/L，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0-20 g/L，NaCl与AgNO3的摩尔比为1-2。
4.如权利要求3所述的Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法，其特征在于，超声作用时所用超声仪的功率不小于300W。
5.如权利要求3所述的Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法，其特征在于，所述还原性溶剂为乙二醇或/和乙醇。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110447194 CN102489321B (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110447194 CN102489321B (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102489321A CN102489321A (zh) | 2012-06-13 |
| CN102489321B true CN102489321B (zh) | 2013-07-31 |
Family
ID=46181205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110447194 Expired - Fee Related CN102489321B (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102489321B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103831119B (zh) * | 2014-03-11 | 2019-11-08 | 鲁东大学 | 一种片状银@碘酸银可见光光催化剂及其制备方法 |
| CN104190449B (zh) * | 2014-08-20 | 2016-03-02 | 江苏大学 | 一种Ag/AgCl空心纳米结构光催化材料的制备方法 |
| CN104307541B (zh) * | 2014-09-12 | 2016-11-30 | 济南大学 | 一种片状Ag/AgCl纳米异质结构及其制备方法 |
| CN104353473B (zh) * | 2014-10-29 | 2016-08-24 | 浙江师范大学 | 一种制备多孔BiVO4/AgCl杂化微球的方法 |
| CN105289662B (zh) * | 2015-10-29 | 2017-06-27 | 重庆工商大学 | Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法及应用 |
| CN105618089B (zh) * | 2016-01-20 | 2018-09-14 | 华南理工大学 | 一种Ag@AgCl修饰富勒烯/阴离子粘土复合光催化剂及其制备与应用 |
| CN112221520B (zh) * | 2019-12-10 | 2024-03-29 | 天津科技大学 | 一种银/氯化银复合纳米立方体的制备方法 |
| CN111349808B (zh) * | 2020-03-12 | 2021-04-20 | 东莞理工学院 | AgCl/Ag复合材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101279275A (zh) * | 2008-05-26 | 2008-10-08 | 山东大学 | 纳米银/氯化银可见光光催化材料及其制备方法 |
| CN102000594A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-04-06 | 大连理工大学 | 可见光光催化剂银和磷酸银的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH064558B2 (ja) * | 1986-01-09 | 1994-01-19 | 三菱レイヨン株式会社 | メタクリル酸の製造法 |
| US7649111B2 (en) * | 2005-07-25 | 2010-01-19 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalyst for the oxidation of a mixed aldehyde feedstock to methacrylic acid and methods for making and using same |
-
2011
- 2011-12-28 CN CN 201110447194 patent/CN102489321B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101279275A (zh) * | 2008-05-26 | 2008-10-08 | 山东大学 | 纳米银/氯化银可见光光催化材料及其制备方法 |
| CN102000594A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-04-06 | 大连理工大学 | 可见光光催化剂银和磷酸银的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开平6-4558B2 1994.01.19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102489321A (zh) | 2012-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102489321B (zh) | Ag/AgCl混杂光催化剂的制备方法 | |
| Ghasemi et al. | Sonochemical-assisted synthesis of nano-structured lead dioxide | |
| Li et al. | Au Multimer@ MoS2 hybrid structures for efficient photocatalytical hydrogen production via strongly plasmonic coupling effect | |
| Chen et al. | Investigation of photocatalytic degradation of methyl orange by using nano-sized ZnO catalysts | |
| Soofivand et al. | Silver chromate and silver dichromate nanostructures: sonochemical synthesis, characterization, and photocatalytic properties | |
| Salkar et al. | The sonochemical preparation of amorphous silver nanoparticles | |
| Chen et al. | Doping nano-Co3O4 surface with bigger nanosized Ag and its photocatalytic properties for visible light photodegradation of organic dyes | |
| Shang et al. | Facile fabrication and enhanced photocatalytic performance: From BiOCl to element-doped BiOCl | |
| Ghows et al. | Sono-synthesis of core–shell nanocrystal (CdS/TiO2) without surfactant | |
| CN105709782B (zh) | 一种Ag/AgBr/BiOCl‐(001)纳米复合材料的制备及应用 | |
| CN104998660B (zh) | 一种二硫化锡纳米片负载二氧化锡纳米晶复合纳米材料的制备方法 | |
| Ma et al. | Ag2O/sodium alginate-reduced graphene oxide aerogel beads for efficient visible light driven photocatalysis | |
| Kowsari | Sonochemically assisted synthesis and application of hollow spheres, hollow prism, and coralline-like ZnO nanophotocatalyst | |
| Quaresma et al. | Green photocatalytic synthesis of stable Au and Ag nanoparticles | |
| CN102008959A (zh) | 具有高光催化活性的纳米银负载三氧化钨的制备方法 | |
| Zhang et al. | In situ liquid‐phase growth strategies of g‐C3N4 solar‐driven heterogeneous catalysts for environmental applications | |
| Kazazi et al. | Enhanced photocatalytic degradation of methyl orange using Ag/Sn-doped CeO 2 nanocomposite | |
| Yan et al. | Facile fabrication of BiOCl nanoplates with high exposure {001} facets for efficient photocatalytic degradation of nitro explosives | |
| CN108067250B (zh) | 一种Ag纳米线/Cu2O核壳结构及其制备方法 | |
| Lei et al. | Mixed-phase TiO 2 nanomaterials as efficient photocatalysts | |
| Yang et al. | Synthesis of CuO nanoparticles for catalytic application via ultrasound-assisted ball milling | |
| Zhang et al. | Non-metal group doped g-C3N4 combining with BiF3: Yb3+, Er3+ upconversion nanoparticles for photocatalysis in UV–Vis–NIR region | |
| Zhao et al. | Performance enhancement and catalytic mechanism identification of Cu-based composite for degradation of organic contaminants | |
| Phuruangrat et al. | Sonochemical-assisted deposition synthesis of visible-light-driven Pd/Bi2MoO6 used for photocatalytic degradation of rhodamine B | |
| Jiao et al. | Barium titanate (1 0 1)/silver nanocomposite: preparation, photocatalytic activity, and mechanism based on Density Functional Theory |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130731 Termination date: 20131228 |