CN109433244B - 一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法及其应用，属于纳米材料、光催化材料技术领域。将尿素再一定条件下进行煅烧，然后加入到含有硝酸银、钨酸钠和活性剂的水溶液中，超声分散反应后过滤，滤饼洗涤、烘干，即得到Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料。通过本发明中方法制备的材料粉体，为厚度仅有30nm的片层孔洞花瓣状，对罗丹明B及亚甲基蓝有很强的光催化活性，可用于对染料的降解与治理，对现有水污染的治理提供了新的材料与思路，开拓了新的性能。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料、光催化材料技术领域，尤其涉及贵金属复合可见光催化材料的制备方法及其应用，具体为一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法及其应用。
背景技术
我国环境污染现状主要表现为：以煤炭燃烧所排放的二氧化硫和烟尘为主要污染物的大气污染；以工业排放废水中有机物为主要污染物的水体污染；还有水土流失和植被破坏造成的生态环境破坏。近年来，水资源污染逐渐加剧，其中染料废水的污染是危害较大的一种。工业染料废水排放量大，且多数染料属于芳香类有机化合物，因难以降解而长期残留于水体，对绝大部分生物的生存构成极大威胁。传统能源的过度消费与人类对绿色生态环境的需求背道而驰。随着现代文明的发展，人类对洁净水资源的需求更加迫切。而水资源的短缺，特别是水资源的污染问题已经成为全球范围内广泛关注的问题，寻找经济便捷有效的水污染处理防治技术成为科学界的重要任务。
传统的半导体光催化剂对太阳能的转化效率并不高，需要研究解决的问题主要有：①催化化学反应要求电子受体的电势要低于光催化剂导带的电势，同时电子给体电势要低于价带电势。此外，半导体带隙越窄需要的光激发能量越低。因此，设计出带隙窄且价带位置更正的有可见光响应的光催化剂是光催化领域的研究方向之一；②半导体材料在受到光激发后产生的光致电子-空穴对极易复合，大大降低半导体的光催化效率。
我们一般通过对半导体材料进行改性来提高半导体的光催化活性，常用的改性方法有：离子掺杂、贵金属沉积、构建复合半导体等。离子掺杂是指将金属或非金属元素掺入半导体材料改变材料的电子能带结构，同时能影响半导体材料的晶体结构，减缓电子-空穴对的复合概率。掺杂半导体催化剂可达到可见光范围的响应，但也存在诸如不足之处：掺入的离子总有些处于离散状态，不利于光致载流子的分离和迁移。贵金属能有效捕获光致电子，因此在半导体材料表面进行贵金属沉积是降低光致载流子复合概率的有效方法，但该种手段往往成本较高，且贵金属的负载方法复杂不易操作。复合半导体材料能实现可见光区域的光响应和光生载流子的输运与分离，是目前研究及应用最广泛的光催化剂。
且至目前为止没有任何有关Ag8W4O8与C3N4复合在光照下拥有光催化效应的报道。本专利提供的方法，可以制备出一种Ag8W4O8/(C3N4)x复合的可见光催化纳米材料，在新材料的制备上是一个创新性工作。将两个不具有光催化活性的物质有机的结合起来，通过在带隙较宽的半导体中引入外来元素，从而降低带隙宽度，使其具有较高的电子空穴符合率，在可见光区实现了对有机染料的降解。
发明内容
为改进现有技术的不足，本发明提供了一种Ag8W4O8/(C3N4)x可见光催化复合材料的制备方法，该方法制备出具有光催化活性的Ag8W4O8/(C3N4)x复合的可见光催化纳米材料，具有纳米结构，且纯度较高，工艺简单，易于工业化生产，对环境友好，并且该粉体对甲基橙、亚甲基蓝等严重污染水体的有机物有光催化活性。
本专利的研究思路及研究成果对半导体复合光催化剂的设计及性能优化研究以及光催化降解有机染料的研究具有很大的参考和借鉴意义。
为了实现上述目的，本发明提供一种Ag8W4O8/(C3N4)x可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
步骤1. 将一定量尿素放入刚玉坩埚中，在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1-2h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2-3h，收集粉末A，备用。
步骤2.称取一定量硝酸银，将其加入到一定体积的去离子水和一定量三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约10-30min，直至混合均匀，得到溶液B。
步骤3.将一定量的N，N-二甲基甲酰胺与去离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌30-60min，油域控温60-80℃，得到溶液C。
步骤4. 称取一定量的Na2WO4，加入去离子水中，将溶液B、粉末A、溶液C缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1-2h，将该溶液超声分散处理约10-30min，搅拌1-2h后抽滤，滤饼洗涤，60-80℃烘干，烘干时间为6-9h，既得所制备的粉体。
其中，所述复合材料的分子式为：(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x的取值范围为0＜x≦1，x=0.09时对罗丹明B光催化效果最好，当x=0.03时对亚甲基蓝光催化效果最好。
其中，所述步骤4中加入的粉末A的摩尔用量与步骤2中硝酸银的用量摩尔比为：x：8（1-x）。
其中，所述步骤2中银盐（mmol）：三甲基溴化铵（mmol）：去离子水（ml）=1:10:（10-30）。
其中，所述三甲基溴化铵（CTAB）与N，N-二甲基甲酰胺的摩尔用量比为1:1。
其中，步骤3中的N，N-二甲基甲酰胺（mmol）：去离子水（ml）=1：（1-3）。
其中，步骤4中，钨酸钠（mmol）：去离子水（ml）=1：（10-45）。
其中，所述步骤4中钨酸钠的用量为硝酸银的0.5倍。
其中，所述的搅拌为机械搅拌或磁力搅拌，转数为500-1000r/min。
采用本发明制备方法得到的(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x可见光催化复合材料，可以用于降解有机染料，对罗丹明B和亚甲基蓝都有较好的效果。
本发明的显著效果。
（1）本发明采用化学合成方法首次制备(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x复合的可见光催化纳米材料，查阅大量资料未见相关报道，其应用前景也未有提及，在新材料的制备上是一个创新性工作。在对其进行光催化活性测试的应用方面，开拓了新型光催化剂的应用领域。本发明采用简单化学合成的方法，该方法反应时间短，节约能源，不产生任何工业废物，污染少，适合大规模生产。
（2）尿素氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1-2h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2-3h，如此煅烧是因为在氮气条件下可有效的保护碳层，避免产物团聚。
（3）本发明在实验过程中共选用了数种表面活性进行添加，如聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、二乙醇胺、柠檬酸钠等；最终发现CTAB的添加，使得制备的粉体分散性好、比表面积大、颗粒均匀，这是由于CTAB疏水基团较大，有利于形成纳米团簇，细化反应前驱体。
（4）通过索氏提取器的温度控制，利用溶剂回流及虹吸原理，使N，N-二甲基甲酰胺连续不断地被溶剂溶解萃取，既节约溶剂，萃取效率又高，还可与表面活性剂CTAB的协同作用，控制样品的形貌及性能，使得最终制得的粉体无需煅烧加热，即可获得较好的分散性、均匀度和比表面积。
（5）通过本发明中方法制备的Ag8W4O8粉体，在未与C3N4复合的时候，粉体呈现100-200nm的棒状，在与C3N4复合后，粉体形貌发生很大的变化，由棒状变为厚度仅有30nm的片层孔洞花瓣状；对其进扫描电镜测试和光催化测试，使用SUPRA-55型扫描电子显微镜对样品进行形貌测试，从扫描电镜测试结果可以看出，所制备出的粉体具有较大的孔洞；经光催化性能测试，样品对罗丹明B及亚甲基蓝有很强的光催化活性，可用于对染料的降解与治理；该粉体对现有水污染的治理提供了新的材料与思路，开拓了新的性能。
附图说明
图1为实施例1制备得到Ag8W4O8粉体的扫描电镜图（未与C3N4复合）。
图2为实施例1制备得到Ag8W4O8粉体对亚甲基蓝的催化效果图。
图3为实施例2制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x粉体的扫描电镜图（x=0.03）。
图4为实施例2制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x复合光催化粉体对亚甲基蓝的催化效果图（x=0.03）。
图5为实施例3制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x粉体,x=0、0.03、0.04、0.06、0.09时，复合光催化粉体对亚甲基蓝的催化效果图。
图6为实施例4制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x粉体的扫描电镜图（x=0.09）。
图7为实施例5制备得到Ag8W4O8粉体对罗丹明B的催化效果图（x=0）。
图8为实施例6制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x粉体,x=0、0.06、0.09、0.1时，复合光催化粉体对罗丹明B的催化效果图。
图9为对比例1制备得到的(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x粉体的扫描电镜图（x=0.09，未加N，N-二甲基甲酰胺）。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的介绍。
实施例1。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0，即所述分子式为Ag8W4O8。
步骤1.称取1mmol硝酸银，将其加入到20ml去离子水和10mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约10min，直至混合均匀，得到溶液A。
步骤2.将10mmol的N，N-二甲基甲酰胺与去离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌30min，油域控温60℃，得到溶液B。
步骤3. 称取0.5mmol的Na2WO4，加入10ml去离子水中，将溶液A、溶液B缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，磁力搅拌器的转速为500r/min，将该溶液超声分散处理约10min后抽滤，洗涤，60℃烘干，烘干时间为6h，既得所制备的粉体。
使用SUPRA-55型扫描电子显微镜对样品进行形貌测试，扫描电镜测试结果如图1所示；从图1中可以看出，该方法制备的光催化粉体粒度均匀，样品呈现棒状结构，粒度在100-200nm。图2为该样品对亚甲基蓝的催化效果图，从图2中可以看出，Ag8W4O8粉体对亚甲基蓝基本没有催化效果。
实施例2。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0.03。
步骤1. 将10g尿素放入刚玉坩埚中，在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2h，收集粉末A，备用。
步骤2.称取8mmol硝酸银，将其加入到100ml的去离子水和80mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约20min，直至混合均匀，得到溶液B。
步骤3.将80mmol的N，N-二甲基甲酰胺与200ml离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌40min，油域控温70℃，得到溶液C。
步骤4. 称取4mmol的Na2WO4，加入150ml去离子水中，按顺序将溶液B、粉末A（0.03mmol）、溶液C三者缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，将该溶液超声分散处理约20min，搅拌1h后抽滤，洗涤， 80℃烘干，烘干时间为9h，既得所制备的粉体。
使用SUPRA-55型扫描电子显微镜对样品进行形貌测试，扫描电镜测试结果如图3所示；从图3中可以看出，该方法制备的光催化粉体具有较大的孔洞，片层厚度在50-100nm。图4为本实施例制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x复合光催化粉体对亚甲基蓝的催化效果图。从图4可以看出，该样品对亚甲基蓝有很好的降解作用，亚甲基蓝浓度在120min后降低50%。
实施例3。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0、0.03、0.04、0.06、0.09。
步骤1. 将20g尿素在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧3h，收集粉末A，备用。
步骤2.称取8（1-x）mmol硝酸银，将其加入到100ml的去离子水和80（1-x）mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约30min，直至混合均匀，得到溶液B。
步骤3.将80（1-x）mmol的N，N-二甲基甲酰胺与200ml离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌60min，油域控温80℃，得到溶液C。
步骤4. 称取4（1-x）mmol的Na2WO4，加入150ml去离子水中，将溶液B、粉末A（xmmol）、溶液C三者缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，将该溶液超声分散处理约20min，搅拌2h后抽滤，洗涤， 60℃烘干，烘干时间为9h，既得所制备的粉体。
图5为本实施例制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x复合光催化粉体对亚甲基蓝的催化效果图。从图5可以看出，复合样品对亚甲基蓝有很好的降解作用，当x=0.03时效果最好。
实施例4。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0.09。
步骤1. 将10g尿素在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1.25h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2.5h，收集粉末A，备用。
步骤2.称取8mmol硝酸银，将其加入到100ml的去离子水和80mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约20min，直至混合均匀，得到溶液B。
步骤3.将80mmol的N，N-二甲基甲酰胺与150ml离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌40min，油域控温80℃，得到溶液C。
步骤4. 称取4mmol的Na2WO4，加入150ml去离子水中，将溶液B、粉末A（0.09mmol）、溶液C三者缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，将该溶液超声分散处理约20min，搅拌2h后抽滤，洗涤， 60℃烘干，烘干时间为9h，既得所制备的粉体。
使用SUPRA-55型扫描电子显微镜对样品进行形貌测试，扫描电镜测试结果如图6所示；从图6中可以看出，该方法制备的光催化粉体具有较大的孔洞，片层厚度在30-50nm。
实施例5。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0，即所述分子式为Ag8W4O8。
步骤1.称取2mmol硝酸银，将其加入到30ml去离子水和20mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约15min，直至混合均匀，得到溶液A。
步骤2.将20mmol的N，N-二甲基甲酰胺与去离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌30min，油域控温70℃，得到溶液B。
步骤3. 称取1mmol的Na2WO4，加入15ml去离子水中，将溶液B、溶液A缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，磁力搅拌器的转速为600r/min，将该溶液超声分散处理约15min后抽滤，洗涤，70℃烘干，烘干时间为6h，既得所制备的粉体。
图7为该样品对罗丹明B的催化效果图，从图7中可以看出，Ag8W4O8粉体对罗丹明B基本没有催化效果。
实施例6。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0、0.06、0.09、0.1。
步骤1. 将20g尿素在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1.75h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2.25h，收集粉末A，备用。
步骤2.称取8（1-x）mmol硝酸银，将其加入到200ml的去离子水和80（1-x）mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约30min，直至混合均匀，得到溶液B。
步骤3.将80（1-x）mmol的N，N-二甲基甲酰胺与200ml离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌60min，油域控温60℃，得到溶液C。
步骤4. 称取4（1-x）mmol的Na2WO4，加入150ml去离子水中，将溶液B、粉末A（xmmol）、溶液C三者缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，将该溶液超声分散处理约20min，搅拌2h后抽滤，洗涤， 60℃烘干，烘干时间为9h，既得所制备的粉体。
图8为本实施例制备得到(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x复合光催化粉体对罗丹明B的催化效果图。从图8可以看出，复合样品对罗丹明B有很好的降解作用，当x=0.09时效果最好。
对比例1。
一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤。
所述粉体的分子式为(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x=0.09，未加N，N-二甲基甲酰胺。
步骤1. 将10g尿素放入刚玉坩埚中，在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结2h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2h，收集粉末A，备用。
步骤2.称取8mmol硝酸银，将其加入到100ml的去离子水和80mmol三甲基溴化铵（CTAB）的溶剂中，将该溶液超声分散处理约20min，直至混合均匀，得到溶液B。
步骤3. 称取4mmol的Na2WO4，加入150ml去离子水中，将溶液B、粉末A（0.09mmol）二者缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1h，将该溶液超声分散处理约20min，搅拌2h后抽滤，洗涤，60℃烘干，烘干时间为9h，既得所制备的粉体。
使用SUPRA-55型扫描电子显微镜对样品进行形貌测试，扫描电镜测试结果如图9所示；从图9中可以看出，该方法制备的光催化粉体粒度较大，为500nm以上的块状，并未出现较大的孔洞。
亚甲基蓝原溶液的浓度为0.5g/L，取2ml原溶液加48ml纯净水配成50ml溶液，相当于稀释25倍，加入制备的粉体样品后，超声30分钟预处理，每次测量吸收峰曲线前离心待测液10分钟。
罗丹明B原溶液的浓度为0.25g/L，取2ml原溶液加48ml纯净水配成50ml溶液，相当于稀释25倍，加入制备的粉体样品后，超声30分钟预处理，每次测量吸收峰曲线前离心待测液10分钟。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料，其特征在于，其分子式为：(Ag8W4O8)1-x/(C3N4)x，x的取值范围为0＜x＜1；所述的Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料在降解有机染料中的应用，对罗丹明B和亚甲基蓝都有效果；
所述的Ag8W4O8/(C3N4)x可见光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.将一定量尿素放入刚玉坩埚中，在氮气条件下以3℃/min升温至250℃烧结1-2h，然后在空气条件下以5℃/min升温至600℃，煅烧2-3h，收集粉末A，备用；
步骤2.称取一定量硝酸银，将其加入到一定体积的去离子水和一定量十六烷基三甲基溴化铵CTAB的溶剂中，将该溶液超声分散处理约10-30min，直至混合均匀，得到溶液B；
步骤3.将一定量的N，N-二甲基甲酰胺与去离子水混合，倒入索氏提取器下端的烧瓶中，搅拌30-60min，油域控温60-80℃，得到溶液C；
步骤4.称取一定量的Na2WO4，加入去离子水中，将溶液B、粉末A、溶液C缓慢倒入Na2WO4水溶液中，搅拌1-2h，将该溶液超声分散处理约10-30min，搅拌1-2h后抽滤，滤饼洗涤，60-80℃烘干，烘干时间为6-9h，既得所制备的粉体；其中，
步骤2中银盐（mmol）：十六烷基三甲基溴化铵（mmol）：去离子水（ml）=1:10:（10-30）；
所述三甲基溴化铵CTAB与N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1；
步骤3中的N，N-二甲基甲酰胺（mmol）：去离子水（ml）=1：（1-3）；
步骤4中加入的粉末A的摩尔用量与步骤2中硝酸银的摩尔比为： x：8（1-x）；
步骤4中，钨酸钠（mmol）：去离子水（ml）=1：（10-45）；
步骤4中钨酸钠的用量为硝酸银的0.5倍；
所述的搅拌为机械搅拌或磁力搅拌，转数为500-1000r/min。
2.如权利要求1所述的一种Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料，其特征在于，当x=0.09时所述的Ag8W4O8/C3N4可见光催化复合材料对罗丹明B光催化效果最好，当x=0.03时对亚甲基蓝光催化效果最好。
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Non-Patent Citations (2)
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| Ag nanoparticles decorated WO3/g-C3N4 2D/2D heterostructure with enhanced photocatalytic activity for organic pollutants degradation;Jiayi Chen等;《Applied Surface Science》;20181029;第467-468卷;第1000-1010页 * |
| Significantly enhanced visible-light photocatalytic activity of g-C3N4 via ZnO;Wei Liu等;《Journal of Molecular Catalysis A: Chemical》;20121122;第368-369卷;第9-15页 * |
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