CN105521802A - 一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂及制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光催化材料技术领域，公开了一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂及制备与应用。所述制备方法包括以下制备步骤：将十六烷基三甲基溴化铵、磷酸二氢铵、硅酸钠加入水中，搅拌混合均匀得到混合液，再将硝酸银溶液滴加到上述混合液中搅拌反应，所得产物经离心、洗涤、干燥，即得一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂。本发明的复合光催化剂还可通过加入聚噻吩，进一步增强了催化剂的光催化降解效果。本发明的制备方法简单、环保，有利于规模化生产；所得产物对罗丹明B具有良好的光催化降解特性，在可见光条件下降解有机染料污染物方面具有很大的开发与应用前景。

Description

一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂及制备与应用
技术领域
本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂及制备与应用。
背景技术
光催化技术是一种绿色高级氧化技术，在环境污染治理领域和能源开发方面有着广泛的研究和应用。传统TiO2光催化剂具备廉价无毒、化学性质稳定、抗光腐蚀性强及氧化能力高等优势，是被研究得最透彻，应用得最广泛的光催化剂，然而它只能吸收太阳光中波长小于380nm的紫外光，对太阳光的利用率很低。因此，研究新型、高效可见光响应型光催化剂成为这几年来光催化领域的研究热点。
Ag3PO4光催化剂是近些年最新发现的一种在可见光下具有非常强的光催化能力的催化剂，它可以吸收波长小于530nm的太阳光，并且在可见光下的量子产率高达90％以上，在可见光光催化方面具有巨大的潜力。然而，磷酸银微溶于水，极大地降低了它在光催化过程中结构的稳定性。而且，磷酸银在实际应用中如果没有牺牲试剂存在时，会发生光化学腐蚀而产生银单质。黑色的银单质会附着在Ag3PO4颗粒的表面，从而阻止对可见光的吸收，降低光催化性能。因此，提高其活性和稳定性是当前面临的严峻挑战。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
本发明的再一目的在于提供上述可见光响应的磷酸银复合光催化剂在催化降解有机污染物，如罗丹明B等物质中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：
将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、硅酸钠(Na2SiO3)加入水中，搅拌混合均匀得到混合液，再将硝酸银溶液滴加到上述混合液中搅拌反应，所得产物经离心、洗涤、干燥，即得一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
所述混合液中还可进一步加入聚噻吩，增强了催化剂的光催化降解效果；所述聚噻吩的加入量为硝酸银质量的0.5％～1.5％。
优选地，所述的聚噻吩通过如下方法制备：将噻吩单体分散于三氯甲烷，以无水三氯化铁为引发剂加入上述混合液中，室温条件下持续搅拌24h，再将混合液以1mol/L盐酸过滤、冲洗，最后以甲醇和蒸馏水交替洗涤，直至洗涤液变为无色，将所得红棕色固体置于60℃真空干燥箱中干燥24h，即得高分子导电聚合物聚噻吩。
优选地，所述十六烷基三甲基溴化铵、磷酸二氢铵和硅酸钠的质量比为0.034:0.1725:0.17。
优选地，所述硝酸银溶液的浓度为0.034g/mL。
优选地，所述的搅拌混合均匀是指60℃恒温条件下以500r/min转速搅拌混合40min。
优选地，所述的反应是指在60℃温度下反应1h。
所述的洗涤是指以无水乙醇和蒸馏水交替洗涤；所述的干燥是指置于60℃真空干燥箱中干燥12h。
一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂，通过上述方法制备得到。
上述可见光响应的磷酸银复合光催化剂在催化降解有机污染物，如罗丹明B等物质中的应用。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所用聚噻吩提高了催化剂对可见光的吸收效率，增强了其光催化活性；
(2)本发明所用硅酸钠原料丰富且价廉易得，可以有效降低催化剂的制备成本，更成为聚噻吩和磷酸银复合直接有效的连接体，增强了催化剂的稳定性；
(3)本发明的制备方法简单、环保，有利于规模化生产；
(4)本发明所制备的磷酸银复合光催化剂对罗丹明B具有良好的光催化降解特性，在可见光条件下降解有机染料污染物方面具有很大的开发与应用前景。
附图说明
图1为实施例3所得可见光响应的磷酸银复合光催化剂的电镜扫描图；
图2为实施例1～4所得可见光响应的磷酸银复合光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)称取CTAB、Na2SiO3和NH4H2PO4分别为0.034g、0.17g、0.1725g依次加入30mL水中，60℃恒温条件下以500r/min转速混合搅拌40min。
(2)称取0.34gAgNO3溶于10mL水中，配制成硝酸银溶液。
(3)将硝酸银溶液逐滴加入步骤(1)混合液中，60℃恒温条件下以500r/min转速搅拌反应1h。
(4)将所得沉淀物离心，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
实施例2
(1)称取CTAB、Na2SiO3和NH4H2PO4分别为0.034g、0.17g、0.1725g依次加入30mL水中，60℃恒温条件下以500r/min转速混合搅拌40min。
(2)称取0.34gAgNO3溶于10mL水中，配制成硝酸银溶液。
(3)称取0.0017g聚噻吩分散于步骤(1)所述混合液中。
(4)将硝酸银溶液逐滴加入步骤(3)所述混合液中，60℃恒温条件下以500r/min转速搅拌反应1h。
(5)将所得沉淀物离心，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
实施例3
(1)称取CTAB、Na2SiO3和NH4H2PO4分别为0.034g、0.17g、0.1725g依次加入30mL水中，60℃恒温条件下以500r/min转速混合搅拌40min。
(2)称取0.34gAgNO3溶于10mL水中，配制成硝酸银溶液。
(3)称取0.0034g聚噻吩分散于步骤(1)所述混合液中。
(4)将硝酸银溶液逐滴加入步骤(3)所述混合液中，60℃恒温条件下以500r/min转速搅拌反应1h。
(5)将所得沉淀物离心，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
本实施例所得可见光响应的磷酸银复合光催化剂的电镜扫描图如图1所示。
实施例4
(1)称取CTAB、Na2SiO3和NH4H2PO4分别为0.034g、0.17g、0.1725g依次加入30mL水中，60℃恒温条件下以500r/min转速混合搅拌40min。
(2)称取0.34gAgNO3溶于10mL水中，配制成硝酸银溶液。
(3)称取0.0051g聚噻吩分散于步骤(1)所述混合液中。
(4)将硝酸银溶液逐滴加入步骤(3)所述混合液中，60℃恒温条件下以500r/min转速搅拌反应1h。
(5)将所得沉淀物离心，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
实施例1～4得到的磷酸银复合光催化剂用于可见光催化降解罗丹明B，测试具体方法和条件如下：
活性测试在100ml石英反应器中进行。采用500W氙灯为辐射光源(设有滤光片λ≥420nm)，反应液为100mL10mg/L罗丹明B水溶液，加入0.1g催化剂。在持续搅拌下，先在黑暗条件下反应30min，使其达到吸附平衡，然后在光照下反应1h。每隔15min抽取4mL反应液离心，取上清液在554nm处测定其吸光度。记录并绘制曲线，结果如图2所示。由图2可知，中间体硅酸钠的加入增强了催化剂的吸附效果，聚噻吩的加入增强了催化剂的光催化降解效果，且当聚噻吩复合量为0.0034g时磷酸银复合催化剂在可见光下降解罗丹明B效果达到最佳。因此，相比单纯Ag3PO4，本发明制备的磷酸银复合光催化剂的催化活性显著增强，将在可见光条件下降解有机染料污染物方面具有很大的开发与应用前景。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
将十六烷基三甲基溴化铵、磷酸二氢铵、硅酸钠加入水中，搅拌混合均匀得到混合液，再将硝酸银溶液滴加到上述混合液中搅拌反应，所得产物经离心、洗涤、干燥，即得一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述混合液中还加入聚噻吩，所述聚噻吩的加入量为硝酸银质量的0.5％～1.5％。
3.根据权利要求2所述的一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述的聚噻吩通过如下方法制备：将噻吩单体分散于三氯甲烷，以无水三氯化铁为引发剂加入上述混合液中，室温条件下持续搅拌24h，再将混合液以1mol/L盐酸过滤、冲洗，最后以甲醇和蒸馏水交替洗涤，直至洗涤液变为无色，将所得红棕色固体置于60℃真空干燥箱中干燥24h，即得高分子导电聚合物聚噻吩。
4.根据权利要求1或2所述的一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述十六烷基三甲基溴化铵、磷酸二氢铵和硅酸钠的质量比为0.034:0.1725:0.17。
5.根据权利要求1或2所述的一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述硝酸银溶液的浓度为0.034g/mL。
6.根据权利要求1或2所述的一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的搅拌混合均匀是指在60℃恒温条件下以500r/min转速搅拌混合40min；所述的反应是指在60℃温度下反应1h。
7.根据权利要求1或2所述的一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的洗涤是指以无水乙醇和蒸馏水交替洗涤；所述的干燥是指置于60℃真空干燥箱中干燥12h。
8.一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂，其特征在于：通过权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。
9.权利要求8所述的可见光响应的磷酸银复合光催化剂在催化降解有机污染物中的应用。
10.根据权利要求9所述的可见光响应的磷酸银复合光催化剂在催化降解有机污染物中的应用，其特征在于：所述的有机污染物是指罗丹明B。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106807414A (zh) * 2017-01-06 2017-06-09 华南理工大学 一种磷酸银/溴化银/碳纳米管复合光催化剂及制备与应用
CN107262125A (zh) * 2017-07-11 2017-10-20 柳州若思纳米材料科技有限公司 一种银掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法
CN110227510A (zh) * 2019-06-26 2019-09-13 成都理工大学 一种低温液相沉淀法磷酸银可见光光催化剂的制备方法
CN110560165A (zh) * 2019-09-25 2019-12-13 燕山大学 一种超小尺寸铂基磁性空间限域催化剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB759950A (en) * 1954-03-26 1956-10-24 Hans Johann Bardt Production of silver of bactericidal and catalytic activity
CN101411995A (zh) * 2008-11-28 2009-04-22 河北科技大学 具有可见光催化活性的AgBr/PANI/TiO2纳米复合材料的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB759950A (en) * 1954-03-26 1956-10-24 Hans Johann Bardt Production of silver of bactericidal and catalytic activity
CN101411995A (zh) * 2008-11-28 2009-04-22 河北科技大学 具有可见光催化活性的AgBr/PANI/TiO2纳米复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. KHATAMIAN, ET AL: "Preparation, characterization and photocatalytic properties of polythiophene-sensitized zinc oxide hybrid nanocomposites", 《MATERIALS SCIENCE IN SEMICONDUCTOR PROCESSING》 *
NEERUGATTI KRISHNARAO ESWAR,ET AL: "Novel AgBr/Ag3PO4 Decorated Ceria Nanoflake Composites for Enhanced Photocatalytic Activity toward Dyes and Bacteria under Visible Light", 《INDUSTIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH》 *
SHAOMANG WANG, ET AL: "Highly efficient photocatalytic treatment of dye wastewater via visible-light-driven AgBr-Ag3PO4/MWCNTs", 《JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A:CHEMICAL》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106807414A (zh) * 2017-01-06 2017-06-09 华南理工大学 一种磷酸银/溴化银/碳纳米管复合光催化剂及制备与应用
CN107262125A (zh) * 2017-07-11 2017-10-20 柳州若思纳米材料科技有限公司 一种银掺杂磷酸铟光催化剂的制备方法
CN110227510A (zh) * 2019-06-26 2019-09-13 成都理工大学 一种低温液相沉淀法磷酸银可见光光催化剂的制备方法
CN110560165A (zh) * 2019-09-25 2019-12-13 燕山大学 一种超小尺寸铂基磁性空间限域催化剂及其制备方法

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