專利名稱：氯化銀-磷酸銀復合光催化劑及制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理中的光催化技術，具體涉及氯化銀-磷酸銀復合光催化劑及其制備方法。
背景技術：
光催化技術以其易操作、無污染、可直接利用太陽光等優(yōu)點成為當前太陽能利用的研究熱點之一。傳統(tǒng)光催化劑T^2以其價廉、無毒、穩(wěn)定、催化活性好等優(yōu)點，得到廣泛關注。但是由于TW2的禁帶寬度較寬，需要在波長小于400nm的紫外光的激發(fā)下才能顯示光催化活性，其可以利用的太陽光能量僅占太陽光能量的4%左右。值得注意的是，可見光(400 750nm)占據(jù)太陽光總能量的43%，研制和開發(fā)高效的可見光光催化材料，拓展太陽光吸收的波長范圍，成為目前光催化研究領域的研究熱點。氯化銀光催化劑是一種在可見光照射下具有光催化活性的光催化劑，但仍存在光催化活性較低的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了提高氯化銀光催化劑光催化活性而提供一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑。本發(fā)明的另一目的是提供上述的一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑的制備方法。 該制備方法簡單易行、不需要復雜昂貴的設備、合成條件溫和。本發(fā)明的技術方案
一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑，即可見光催化劑氯化銀進行表面改性負載磷酸銀所得的催化劑，其中氯化銀和磷酸銀的摩爾百分比，即氯化銀磷酸銀為1 :0 0. 3。為非 TiO2催化劑，是一種新型復合可見光催化劑?！N氯化銀-磷酸銀復合光催化劑的制備方法，步驟如下
將氯化鈉及磷酸鈉溶于去離子水中，攪拌，得到磷酸根離子和氯離子的混合溶液；
所述的氯鹽及磷酸鹽優(yōu)選為其鈉鹽；
另取硝酸銀溶于去離子水中，攪拌，得到銀離子溶液；
所述的氯離子、磷酸根離子及銀離子的摩爾比，即氯離子磷酸根離子銀離子為1 0 0. 3 :1 2 ；
將制得的銀離子溶液在不間斷攪拌狀態(tài)下，緩慢滴入上述磷酸根離子和氯離子的混合溶液中，繼續(xù)攪拌，使氯化銀和磷酸銀以沉淀形式產生，便得到氯化銀-磷酸銀復合光催化劑納米顆粒。上述所得的氯化銀-磷酸銀復合光催化劑納米顆粒的粒徑為10 lOOnm。上述的一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑，應用于光催化降解有機污染物亞甲基藍。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明首次利用磷酸銀對氯化銀光催化劑進行表面改性，而得到一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑，將其應用于光催化降解有機污染物亞甲基藍，可以大幅提高氯化銀光催化劑的反應活性。其次本發(fā)明的氯化銀-磷酸銀復合光催化劑的制備方法簡單易行，有利于大規(guī)模的推廣。


圖1、實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑的X射線衍射(XRD)圖，箭頭標出為磷酸銀的衍射峰
圖2、實施例1所得的Ag3PO4AgCl復合光催化劑及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑的紫外-可見吸收光譜
圖3、實施例1所得的Ag3PO4AgCl復合光催化劑及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑進行光催化反應后的紫外-可見吸收光譜
圖4、實施例1所得的Ag3PO4AgCl復合光催化劑及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑的光降解帶色染料亞甲基藍的催化活性情況，圖中曲線a為沒有催化劑時的亞甲基藍光降解情況，曲線b是氯化銀光催化劑光降解亞甲基藍的情況，曲線c是磷酸銀/氯化銀復合光催化劑光降解亞甲基藍的情況
圖5、實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑光降解帶色染料亞甲基藍的催化活性穩(wěn)定性變化情況示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但本發(fā)明不僅限于此。實施例1
一種氯化銀-磷酸銀復合的可見光催化劑的制備，包括如下步驟 稱取 1. 1688g 即 0. 02mol NaCl 固體，以及 0. 7602g 即 0. 002mol 的 Na3PO4 ·12Η20 溶于 200ml去離子水中，攪拌lOmin，得到磷酸根離子和氯離子的混合溶液；
另稱取4. 4166g即0. 026mol AgNO3溶于200ml去離子水中，攪拌十分鐘，得到硝酸銀溶液；
用滴管將硝酸銀溶液緩慢滴加到上述所制備的磷酸根離子和氯離子的混合溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌4 5小時，將懸濁液過濾、洗滌、60°C烘干、研磨得到黃色的Ag3PO4及 AgCl的摩爾比，即氯離子磷酸根離子為1 :0. 1的Ag3P04/AgCl復合光催化劑納米顆粒，其粒徑為10 lOOnm。實施例2
當負載的磷酸銀的摩爾量為O時，即一種氯化銀可見光催化劑的制備，包括如下步驟 稱取1. 1688g即0. 02mol NaCl固體溶于200ml去離子水中，攪拌lOmin，得到氯化鈉溶液；
另稱取3. 3974g即0. 02mol的AgNO3溶于200ml去離子水中，攪拌lOmin，得到硝酸銀溶液；
用滴管將硝酸銀溶液緩慢滴加到上述所制備的氯化鈉溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌 4 5小時，將懸濁液過濾、洗滌、60°C烘干、研磨得到黃色的氯化銀可見光催化劑。
圖1為上述實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑以及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑的X射線衍射(XRD)圖，通過與XRD數(shù)據(jù)庫對比，可知實施例2所制備的氯化銀為純相，實施例1所得的Ag3PO4AgCl復合光催化劑是由氯化銀和磷酸銀兩相復合構成。圖2為上述實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑以及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑的紫外可見吸光光譜，從圖2中可以看出，Ag3PO4AgCl復合光催化劑在可見光區(qū)域(400 800nm)具有較弱的可見光吸收能力。應用實施例1
Ag3PO4AgCl復合光催化劑及AgCl光催化劑應用于光降解亞甲基藍將實施例1得到的Ag3P04/AgCl復合光催化劑及實施例2所得的AgCl光催化劑粉末進行亞甲基藍光催化降解實驗。分別稱取0. Ig Ag3PO4AgCl復合光催化劑粉末及0. IgAgCl光催化劑粉末，分別到加入100 mL亞甲基藍溶液QO mg/L)中，避光攪拌30 min，使亞甲基藍溶液在催化劑表面達到吸附/脫附平衡；
然后開啟光源進行光催化反應，每隔3-10 min分別取3 mL反應液，經微孔過濾膜過濾，利用島津UV2550分光光度計檢測；
根據(jù)溶液640 nm處吸光度的變化來確定溶液中亞甲基藍的濃度變化。光源利用300W 氙燈，使用濾光片使入射光為可見光(420nm 800nm)。利用IOcm高的水層濾掉光源中的紅外線，防止反應液溫度升高，使光降解反應溫度穩(wěn)定在室溫狀態(tài)。在光催化反應過程中，催化劑表面逐漸被貴金屬Ag納米顆粒(黑色)所覆蓋，從而使Ag3P04/AgCl復合光催化劑及AgCl光催化劑具有400 SOOnm可見光全光譜吸收的能力。圖3為實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑以及實施例2所得的氯化銀可見光催化劑，經過光催化降解亞甲基藍反應后的紫外可見吸光光譜。從圖3中可以看出，光誘導激發(fā)后，Ag3P04/AgCl復合光催化劑在可見光區(qū)域(400 800nm)具有明顯的可見光吸收能力。因此本發(fā)明的Ag3PO4AgCl復合光催化劑可以當做一種新型的可見光催化劑。亞甲基藍的降解情況如圖4所示，從圖4中可以看出，當沒有催化劑添加時，亞甲基藍基本不降解(曲線a);添加實施例2所得的光催化劑AgCl之后，亞甲基藍在光照90 min 后基本完全降解(曲線b)；而添加實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑納米顆粒為光催化劑，亞甲基藍在光照45 min后基本完全降解(曲線C)。從圖4中可以看出本發(fā)明的一種Ag3P04/AgCl復合光催化劑具有高效的可見光光催化性能。應用實施例2
Ag3PO4AgCl復合光催化劑應用于光降解亞甲基藍，測試其光催化活性的穩(wěn)定性將實施例1所得的Ag3P04/AgCl復合光催化劑粉末進行亞甲基藍光催化降解實驗，操作步驟同應用實施例1，得到Ag3P04/AgCl復合光催化劑光降解亞甲基藍染料的第一次反應活性變化情況示意圖如圖5。待亞甲基藍光催化降解實驗反應結束后，將反應液過濾、干燥，得到Ag3PO4AgCl 復合光催化劑。將得到的Ag3P04/AgCl復合光催化劑，加入100 mL亞甲基藍溶液QO mg/L)中， 避光攪拌30 min，使亞甲基藍溶液在催化劑表面達到吸附/脫附平衡；然后開啟光源進行光催化反應，每隔3-10 min取3 mL反應液，經微孔過濾膜過濾，利用島津UV2550分光光度計檢測；
根據(jù)溶液640 nm處吸光度的變化來確定溶液中亞甲基藍的濃度變化，得到Ag3PO4/ AgCl復合光催化劑光降解亞甲基藍染料的第二次反應活性變化情況示意圖如圖5。從圖5中可以看出，Ag3P04/AgCl光催化降解亞甲基藍的第二次反應活性和第一次反應活性變化較小。因此本發(fā)明的一種Ag3P04/AgCl復合光催化劑可見光光催化用于降解亞甲基藍染料的活性比較穩(wěn)定。上述具體實施例只是用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利保護范圍內，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑，其特征在于對可見光催化劑氯化銀進行磷酸銀復合負載所得的催化劑，其中氯化銀和磷酸銀的摩爾百分比，即氯化銀磷酸銀為1:0 0. 3。
2.如權利要求1所述的一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑，其特征在于所述的該催化劑的顆粒粒徑為10 lOOnm。
3.如權利要求1或2所述的一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑的制備方法，步驟如下將氯化鈉及磷酸鈉溶于去離子水中，攪拌，得到磷酸根離子和氯離子的混合溶液；另取硝酸銀溶于去離子水中，攪拌，得到銀離子溶液；所述的氯離子、磷酸根離子及銀離子的摩爾比，即氯離子磷酸根離子銀離子為1 0 0. 3 :1 2 ；將制得的銀離子溶液在不間斷攪拌狀態(tài)下，緩慢滴入上述磷酸根離子和氯離子的混合溶液中，繼續(xù)攪拌，使氯化銀和磷酸銀以沉淀形式產生，便得到本發(fā)明的氯化銀-磷酸銀復合光催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑及其制備方法，所述的復合光催化劑中氯化銀和磷酸銀的摩爾百分比，即氯化銀磷酸銀為10～0.3。其制備方法即首先制備出氯離子和磷酸根離子的混合溶液，然后向混合溶液中添加Ag+離子,便得到氯化銀-磷酸銀復合光催化劑。本發(fā)明的一種氯化銀-磷酸銀復合光催化劑，將其應用于光催化降解有機污染物亞甲基藍，可以大幅提高氯化銀光催化劑的反應活性。另外，本發(fā)明的氯化銀-磷酸銀復合光催化劑的制備方法簡單易行，有利于大規(guī)模的推廣。
文檔編號A62D3/10GK102247874SQ201110137939
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者吳一平, 姚偉峰, 宋秀蘭 申請人:上海電力學院