CN109019754A - 一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法及应用，该光催化剂中的氮化硼为片层结构，氯化银呈微小颗粒状附着在氮化硼表面。其制备方法是先以硼砂和尿素为原料制备氮化硼，然后再用离子交换法制备氯化银修饰氮化硼复合光催化剂。该光催化剂可用于降解水中的持续性污染物或有机染料等有害物质。本发明中的氯化银修饰氮化硼能更充分高效的利用太阳能，使降解有害物质时的催化效率提高，这对于绿色能源利用和环境治理具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，属于光催化复合材料技术领域。
背景技术
近年来，随着全球工业化的迅速发展，随之而来的是环境污染、资源短缺等全球性问题，尤其是水资源及其污染问题与人们的生活息息相关。工业废水以及生活污水对水环境和土壤造成了相当大的破坏和污染，严重危害着人类的健康发展和生态系统的稳定性，而传统的水处理方法存在效率低、能耗高以及二次污染等问题，光催化技术开辟了水污染治理的新途径。TiO2作为一种传统的光催化材料，由于无毒、低成本、高化学稳定性而得到广泛应用，但由于该光催化剂禁带宽度大，同时其光生电子空穴对容易复合，限制了在光催化领域的发展。因此，开发高催化活性的新型半导体光催化剂成为光催化领域的研究重点。
银基半导体光催化材料的禁带宽度较低，具有较强的可见光响应和光催化活性，比如AgX(X=Cl,Br,I)得到人们的广泛关注和深入研究。然而，银基半导体材料光生电子空穴对复合率较高，导致光生载流子的利用率不高，并且该材料具有极强的光腐蚀性，导致稳定性极差。本发明中制备的氮化硼呈层状结构材料，与碳材料相比具有更好的热稳定性和化学稳定性。虽然氮化硼的带隙较宽（4-6eV）,但仍可通过减少纳米片的层数，或者对氮化硼材料进行掺杂改性，从而解决宽带隙的问题。因此该发明制备了片层结构的六方氮化硼，并以制备的氮化硼为催化剂载体，通过与银基光催化剂的复合，使其更充分高效的利用太阳能，从而有利于有机污染物的降解，同时拓展氮化硼与银基光催化剂在光催化领域的应用和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：氮化硼针对不同染料光催化效率低的问题。
本发明的目的在于提供一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，所得光催化剂对有机染料的催化效率高，而且稳定性良好；同时，所制备的氮化硼为片层结构，氯化银呈微小颗粒状附着在氮化硼片层表面，具体包括以下步骤：
（1）将脱水后的硼砂和尿素加至球磨机中混合均匀，干燥后得到硼砂和尿素的混合料，其中，硼砂和尿素的质量比1:2-6；
（2）取步骤（1）中的混合料进行压片，然后进行煅烧，煅烧后的压片研磨后过300目筛，筛下产物为粗品氮化硼粉末；
（3）按125-250g/L的比例将粗品氮化硼粉末加入去离子水中混合，将混合溶液超声处理30-90min后经过离心、干燥得到精品氮化硼粉末，其中，去离子水温度为80-90℃；
（4）按100~250g/L的比例取氮化硼粉末与质量百分比浓度为30~50% 的HNO3溶液混合，粗化10~30min，然后用去离子水清洗氮化硼至中性；
（5）按100~150g/L的比例将清洗后的氮化硼粉末置于敏化液中敏化10-30min，然后用去离子水清洗氮化硼至中性后进行干燥；所述敏化液为SnCl2▪2H20、HCl、去离子水按摩尔比为1:20:500-1:10:250的比例混合得到；
（6）按100~150g/L的比例将干燥后的粉末置于活化液中活化10-30min，然后用去离子水将溶液清洗至中性后，进行离心、干燥后即可得到氯化银修饰氮化硼复合光催化剂；所述活化液为10~30mmol/L的AgNO3溶液。
优选的，本发明步骤（1）硼砂脱水的条件为500-700℃，保温时间为0.5-1.5h。
优选的，本发明步骤（1）中球磨机的转速为300-500rpm，转动时间为6-8h。
优选的，本发明步骤（2）中压片的条件为：施加压力为6-10MPa，保压时间为4-8min。
优选的，本发明步骤（2）中煅烧条件为：氮气保护下1200-1400℃煅烧3-5h，氮气流速为3-5mL/s。
优选的，本发明所有步骤中的干燥条件均为：温度为70-90℃，时间为6-10h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过硼砂-尿素法制备了片层结构的氮化硼，使氮化硼的带隙减少，而且使光催化性能提高。
（2）本发明通过离子交换法制备了氯化银修饰氮化硼复合光催化剂，弥补了氮化硼光催化剂带隙宽、太阳能利用率低的特点，使有机染料的降解效率有效提高。
（3）本发明在制备氮化硼的过程中采用常规的尿素作为反应物，原料价廉易得、制备过程简单易行，同时制备方法对环境友好，不产生有毒有害的副产物。
（4）本发明中的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂制备周期短，材料稳定性好，可用于降解水中的持续性污染物与染料等有机物。
附图说明
图1为实施例2制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的XRD图。
图2(a)和(b)为实施例2制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的SEM图，2(c)为实施例2制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的EDS图。
图3为实施例2制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的TEM图。
图4(a-c)分别为实施例1、2、3所制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂对不同有机染料的紫外-可见吸收光谱图，图4(d)为实施例1~3对不同有机染料的降解效果图。
图5为实施例1-3所制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂对不同有机染料的重复利用图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）称取10g硼砂放置于坩埚中，然后将坩埚置于温度为500℃的中温箱式烧结炉中保温1.5h，等降至室温后取出使用。
（2）称取(1)中的硼砂和尿素；其质量比为1:2，然后将其在250mL烧杯中混合后，再转至球磨机上进行充分混合，球磨工况为在300rpm下转动8h，球磨后将混合料置于鼓风干燥箱中干燥。
（3）称取干燥后的1.5g混合料，将混合料放入压片机模具中，并在6Mpa下保压8min，而后得到混合料的压片。
（4）将压片置于氮气流速为3mL/s的管式电阻炉中煅烧，煅烧温度为1200℃，时间为5h；煅烧结束后将压片在玛瑙研磨罐中研磨至粉末，然后用300目筛子过筛，得到粗品氮化硼粉末。
（5）称取10g粗品氮化硼粉末，将其与40mL去离子水混合，温度为90℃，然后将混合溶液置于超声机上超声30min，超声完成后在离心机上离心,而后进行干燥得到精品氮化硼。
（6）称取上述的5g氮化硼粉末，并将其与25mL的30%的HNO3溶液混合，在200rpm的磁力搅拌机上搅拌10min，搅拌结束后用去离子水清洗溶液至中性后进行离心；然后将离心的上清液倒掉，留下粗化后的氮化硼粉体, 并将其置于鼓风干燥箱中干燥。
（7）将SnCl2▪2H20、HCl、去离子水按摩尔比为1:10:250的比例混合，搅拌均匀得到40mL敏化液，按10g/L的比例将氮化硼放入敏化液中，搅拌10min后，用去离子水将溶液清洗至中性后离心，然后经过干燥得到表面负载Cl-和Sn2+的氮化硼粉末。
（8）将AgNO3溶于蒸馏水中配制得到10mmol/L的AgNO3溶液；然后按10g/L的比例将步骤（8）所得的表面负载离子的氮化硼粉末置于AgNO3溶液中，在无光环境中搅拌10min，搅拌完后进行中和、离心、干燥，即得氯化银修饰氮化硼复合光催化剂。
称取所制备的5mg氯化银修饰氮化硼复合光催化剂，并与浓度为10mg/L的200mL罗丹明溶液混合；伴随氙灯光照，在不同的时间段下用紫外-可见分光光度计测溶液中罗丹明的浓度。
实施例2
一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）称取10g硼砂放置于坩埚中，然后将坩埚置于温度为600℃的中温箱式烧结炉中保温1h，等降至室温后取出使用。
（2）称取(1)中的硼砂和尿素，其质量比为1:4，然后将其在250mL烧杯中混合后，再转至球磨机上进行充分混合，球磨工况为在400rpm下转动7h，球磨后将混合料置于鼓风干燥箱中干燥。
（3）称取干燥后的1.5g混合料，将混合料放入压片机模具中，并在8Mpa下保压6min，而后得到混合料的压片。
（4）将压片置于氮气流速为4mL/s的管式电阻炉中煅烧，煅烧温度为1300℃，时间为4h；煅烧结束后将压片在玛瑙研磨罐中研磨至粉末，然后用300目筛子过筛，得到粗品氮化硼粉末。
（5）称取10g粗品氮化硼粉末，将其与60mL去离子水混合，温度为85℃，然后将混合溶液置于超声机上超声60min，超声完成后在离心机上离心,而后进行干燥得到精品氮化硼。
（6）称取上述的5g氮化硼粉末，并将其与30mL的40%的HNO3溶液混合，在300rpm的磁力搅拌机上搅拌20min，搅拌结束后用去离子水清洗溶液至中性后进行离心；然后将离心的上清液倒掉，留下粗化后的氮化硼粉体, 并将其置于鼓风干燥箱中干燥。
（7）将SnCl2▪2H20、HCl、去离子水按摩尔比为1:15:350的比例混合，搅拌均匀得到40mL敏化液，按10g/L的比例将氮化硼放入敏化液中，搅拌20min后，用去离子水将溶液清洗至中性后离心，然后经过干燥得到表面负载Cl-和Sn2+的氮化硼粉末。
（8）将AgNO3溶于蒸馏水中配制得到20mmol/L的AgNO3溶液；然后按10g/L的比例将步骤（8）所得的表面负载离子的氮化硼粉末置于AgNO3溶液中，在无光环境中搅拌20min，搅拌完后进行中和、离心、干燥，即得氯化银修饰氮化硼复合光催化剂。
称取所制备的5mg氯化银修饰氮化硼复合光催化剂，并与浓度为10mg/L的200mL甲基蓝溶液混合；伴随氙灯光照，在不同的时间段下用紫外-可见分光光度计测溶液中甲基蓝的浓度。
图1为本实施例制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的XRD图；从图1中的XRD图中可以看出，发明中制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的结晶度优良，而且从对应的标准卡片可知，该复合光催化剂中仅包括氮化硼和氯化银，纯度高。
图2 (a)和(b)为实施例2制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的SEM图。从图2(a)中可以看出，实验所制备的氮化硼为片层结构，而且结晶度高；从图2(b)中可以看出，氮化硼的表面有很多白色小颗粒附着；通过图2(c)的EDS分析，氮化硼上的白色小颗粒为氯化银晶体，这说明本发明中所合成的物质即为氯化银修饰氮化硼复合光催化剂。
图3 为实施例2制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的TEM图；从TEM图中可看出，氮化硼呈片层结构，而且形成的片较薄；除此，氮化硼表面附着的黑色小颗粒为氯化银，这与上面的图1和2相对应。
实施例3
一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）称取10g硼砂放置于坩埚中，然后将坩埚置于温度为700℃的中温箱式烧结炉中保温0.5h，等降至室温后取出使用。
（2）称取(1)中的硼砂和尿素，其质量比为1:6，然后将其在250mL烧杯中混合后，再转至球磨机上进行充分混合，球磨工况为在500rpm下转动6h，球磨后将混合料置于鼓风干燥箱中干燥。
（3）称取干燥后的1.5g混合料，将混合料放入压片机模具中，并在10Mpa下保压4min，而后得到混合料的压片。
（4）将压片置于氮气流速为4mL/s的管式电阻炉中煅烧，煅烧温度为1400℃，时间为3h。煅烧结束后将压片在玛瑙研磨罐中研磨至粉末，然后用300目筛子过筛，得到粗品氮化硼粉末。
（5）称取10g粗品氮化硼粉末，将其与80mL去离子水混合，温度为80℃，然后将混合溶液置于超声机上超声90min，超声完成后在离心机上离心,而后进行干燥得到精品氮化硼。
（6）称取上述的5g氮化硼粉末，并将其与35mL的50%的HNO3溶液混合，在400rpm的磁力搅拌机上搅拌30min，搅拌结束后用去离子水清洗溶液至中性后进行离心。然后将离心的上清液倒掉，留下粗化后的氮化硼粉体, 并将其置于鼓风干燥箱中干燥。
（7）将SnCl2▪2H20、HCl、去离子水按摩尔比为1:20:500的比例混合，搅拌均匀得到40mL敏化液，按10g/L的比例将氮化硼放入敏化液中，搅拌30min后，用去离子水将溶液清洗至中性后离心，然后经过干燥得到表面负载Cl-和Sn2+的氮化硼粉末。
（8）将AgNO3溶于蒸馏水中配制得到30mmol/L的AgNO3溶液；然后按10g/L的比例将步骤（8）所得的表面负载离子的氮化硼粉末置于AgNO3溶液中，在无光环境中搅拌30min，搅拌完后进行中和、离心、干燥，即得氯化银修饰氮化硼复合光催化剂。
称取所制备的5mg氯化银修饰氮化硼复合光催化剂，并与浓度为10mg/L的200mL甲基橙溶液混合。伴随氙灯光照，在不同的时间段下用紫外-可见分光光度计测溶液中甲基橙的浓度。
图4(a-c)分别为实施例1-实施例3制备的氯化银修饰氮化硼对罗丹明（RhB）、甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）的紫外-可见吸光光谱图。从图4(a-c)可知，所制备的氯化银修饰氮化硼对有机染料具有一定的降解能力；
图4(d)为实施例1-实施例3制备的氯化银修饰氮化硼随着不同的光照时间对不同染料的降解效率；从图4(d)可知，氯化银修饰氮化硼复合光催化剂对罗丹明的降解效率最高，可达99.65%，而对甲基蓝、甲基橙的降解效率则分别下降为96.36%和83.33%，这主要与染料本身的性质有关。
图5为实施例1-实施例3所制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂对不同有机染料的重复利用图；从图5可以看出，随着氯化银修饰氮化硼复合光催化剂循环使用的增加，其对罗丹明、甲基蓝、甲基橙的降解效率变化不大，这说明本发明所制备的氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的稳定性优良。
Claims (6)
1.一种氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将脱水后的硼砂和尿素加至球磨机中混合均匀，干燥后得到硼砂和尿素的混合料，其中，硼砂和尿素的质量比1:2-6；
（2）取步骤（1）中的混合料进行压片，然后进行煅烧，煅烧后的压片研磨后过300目筛，筛下产物为粗品氮化硼粉末；
（3）按125-250g/L的比例将粗品氮化硼粉末加入去离子水中混合，将混合溶液超声处理30-90min后经过离心、干燥得到精品氮化硼粉末，其中，去离子水温度为80-90℃；
（4）按100~250g/L的比例取氮化硼粉末与质量百分比浓度为30~50% 的HNO3溶液混合，粗化10~30min，然后用去离子水清洗氮化硼至中性；
（5）按100~150g/L的比例将清洗后的氮化硼粉末置于敏化液中敏化10-30min，然后用去离子水清洗氮化硼至中性后进行干燥；所述敏化液为SnCl2▪2H20、HCl、去离子水按摩尔比为1:20:500-1:10:250的比例混合得到；
（6）按100~150g/L的比例将干燥后的粉末置于活化液中活化10-30min，然后用去离子水将溶液清洗至中性后，进行离心、干燥后即可得到氯化银修饰氮化硼复合光催化剂；所述活化液为10~30mmol/L的AgNO3溶液。
2.根据权利要求1所述氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）硼砂脱水的条件为500-700℃，保温时间为0.5-1.5h。
3.根据权利要求1所述氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中球磨机的转速为300-500rpm，转动时间为6-8h。
4.根据权利要求1所述氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中压片的条件为：施加压力为6-10MPa，保压时间为4-8min。
5.根据权利要求1所述氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中煅烧条件为：氮气保护下1200-1400℃煅烧3-5h，氮气流速为3-5mL/s。
6.根据权利要求1所述氯化银修饰氮化硼复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所有步骤中的干燥条件均为：温度为70-90℃，时间为6-10h。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112619701A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-09 | 河海大学 | 一种制备染料-氮化硼复合光催化材料的方法及应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104446491A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 沈阳大学 | 一种非晶态氮化硼与碳化硅复合陶瓷粉体及其制备方法 |
| CN106140242A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-11-23 | 河海大学 | 一种可见光响应型氮化硼修饰氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN106623908A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-10 | 齐鲁工业大学 | 一种镍包覆六方氮化硼复合粉体的制备方法 |
| CN107262128A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-10-20 | 湖北第二师范学院 | 可见光响应型多孔氮化硼基复合光催化材料及制备方法 |
| CN108083329A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-05-29 | 北京科技大学 | 一种二氧化钛/氮化硼复合材料及其制备方法和应用 |
| CN108097276A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-06-01 | 昆明理工大学 | 一种可见光光催化剂的制备方法 |
-
2018
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104446491A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 沈阳大学 | 一种非晶态氮化硼与碳化硅复合陶瓷粉体及其制备方法 |
| CN106140242A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-11-23 | 河海大学 | 一种可见光响应型氮化硼修饰氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN106623908A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-10 | 齐鲁工业大学 | 一种镍包覆六方氮化硼复合粉体的制备方法 |
| CN107262128A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-10-20 | 湖北第二师范学院 | 可见光响应型多孔氮化硼基复合光催化材料及制备方法 |
| CN108097276A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-06-01 | 昆明理工大学 | 一种可见光光催化剂的制备方法 |
| CN108083329A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-05-29 | 北京科技大学 | 一种二氧化钛/氮化硼复合材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 张相法等: "《六方氮化硼的制备方法及在合成六方氮化硼中的应用》", 《金刚石与磨料磨具工程》 * |
| 张素云等: "《复合光催化剂AgI/AgCl/h-BN的制备及光催化性能》", 《无机化学学报》 * |
| 肖春红等: "《可见光响应Ag@AgCl/BN复合光催化剂的制备与活性研究》", 《中国环境管理干部学院学报》 * |
| 赵凯 等: "《硼砂与尿素在N2 气氛下合成六方氮化硼的工艺》", 《过程工程学报》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112619701A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-09 | 河海大学 | 一种制备染料-氮化硼复合光催化材料的方法及应用 |
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