專利名稱：一種高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種光催化劑及其制備方法，特別是一種高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑及其制備方法
背景技術(shù)：
光催化技術(shù)以其易操作、無污染、可直接利用太陽光等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前太陽能利用的熱點(diǎn)之一。光催化劑二氧化鈦以其價廉、無毒、穩(wěn)定、催化活性好等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛關(guān)注，但是傳統(tǒng)的二氧化鈦半導(dǎo)體光催化劑需要在波長小于400nm的紫外光的激發(fā)下才能顯示光催化活性，因而開發(fā)高效穩(wěn)定的穩(wěn)定的的可見光光催化劑，拓展太陽光吸收的波長范圍，成為目前光催化研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Ag3PO4是一種在可見光下具有高光催化活性的新型半導(dǎo)體光催化劑，但正如專利CN101940937A公開了一種高效可見光催化劑磷酸銀及其制備方法，常見的Ag3PO4粒徑在400nm以上，因而降低了其催化活性，而且在缺乏電子受體的情況下，Ag3PO4容易光腐蝕生成金屬銀，造成催化穩(wěn)定性下降，限制了其的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑及其制備方法。該制備方法簡單易行、不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備、合成條件溫和。其主要技術(shù)方案是該高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑中納米Ag3P04粒子均勻分布在鏈狀聚苯胺骨架上，聚苯胺與Ag3PO4的質(zhì)量比為I : 10 20，納米Ag3PO4粒徑為5_50nm，此復(fù)合物不僅有效的防止納米粒子團(tuán)聚，大大提高了其催化性能，而且由于聚苯胺電子受體的作用，可以使得Ag3PO4催化穩(wěn)定性得到大幅改善。一種高效穩(wěn)定的穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟I)制備摻雜鹽酸的鏈狀聚苯胺，方法為將二次精餾的苯胺取O. 6ml加入到20mlImol *L_1鹽酸溶液中，并冷卻至0°C,向上述溶液中緩慢滴加O. 5g ml/1過硫酸銨溶液反應(yīng)6h后終止，過濾，水洗，烘干，制得鏈狀聚苯胺；2)將I)中所制備的鏈狀聚苯胺在非極性有機(jī)溶劑中超聲分散，鏈狀聚苯胺與非極性有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為I : 500 1000，非極性有機(jī)溶劑為甲苯、二甲基甲酰胺中的一種；3)將硝酸銀、表面活性劑、乙醇溶解于2)所得體系，攪拌，其中表面活性劑為碳鏈在Cltl C3tl之間的有機(jī)胺或有機(jī)羧酸，鏈狀聚苯胺與硝酸銀的質(zhì)量比為I : 5 25，硝酸銀與表面活性劑的質(zhì)量比為I : 5 10，乙醇與2)中非極性有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為I : I 10，攪拌時間為I 2h ;4)將磷酸緩慢的滴加到3)所得體系后繼續(xù)攪拌，硝酸銀與磷酸的質(zhì)量比為I I 5，攪拌時間為12 24h ;5)將4)所得體系過濾，收集沉淀物，經(jīng)醇洗、水洗、干燥后得到高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑。本發(fā)明所制備復(fù)合光催化劑中Ag3PO4粒徑僅為5_50nm，并以鏈狀聚苯胺作為納米Ag3PO4粒子的載體，不僅有效的防止納米粒子團(tuán)聚，大幅提高了其催化性能，而且由于聚苯胺電子受體的作用，可以使得Ag3PO4光腐蝕性降低，繼而大大改善了催化劑的穩(wěn)定性。


圖I為實(shí)施例I所制備的高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑的XRD 圖。圖2為實(shí)施例I所制備的高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑在可見光下循環(huán)降解羅丹明B的效果3為對照實(shí)施例I所制得的納米磷酸銀光催化劑在可見光下循環(huán)降解羅丹明B的效果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例I將二次精餾的苯胺取O. 6ml加入到20ml Imol · Γ1鹽酸溶液中，并冷卻至0°C，向上述溶液中緩慢滴加O. 5g · ml/1過硫酸銨溶液反應(yīng)6h后終止,過濾,水洗,烘干,制得鏈狀聚苯胺；將0. Ig鏈狀聚苯胺在75g甲苯溶劑中超聲分散；向其中加入I. 5g硝酸銀、IOg油胺、15g乙醇,攪拌I. 5h ;再向其中加入I. 5g磷酸,攪拌18h ;最后將其過濾,收集沉淀物,經(jīng)醇洗、水洗、干燥后得到聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑，聚苯胺與Ag3PO4的質(zhì)量比為I :12。將所制備的聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑在可見光下降解羅丹明B以測其催化活性，發(fā)現(xiàn)在8分鐘內(nèi)染料降解率超過98%，并且在催化循環(huán)10次后依然保持90%以上的催化效率。TEM圖顯示復(fù)合光催化劑中Ag3PO4粒徑僅為5-50nm。實(shí)施例2將二次精餾的苯胺取O. 6ml加入到20ml Imol · Γ1鹽酸溶液中，并冷卻至0°C，向上述溶液中緩慢滴加O. 5g · ml/1過硫酸銨溶液反應(yīng)6h后終止,過濾,水洗,烘干,制得鏈狀聚苯胺；將0. 08g鏈狀聚苯胺在75g 二甲基甲酰胺溶劑中超聲分散；向其中加入1.5g硝酸銀、IOg油酸、15g乙醇,攪拌I. 5h ;再向其中加入I. 5g磷酸,攪拌18h ;最后將其過濾,收集沉淀物，經(jīng)醇洗、水洗、干燥后得到聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑，聚苯胺與Ag3PO4的質(zhì)量比為I :15。將所制備的聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑在可見光下降解羅丹明B以測其催化活性，發(fā)現(xiàn)在12分鐘內(nèi)染料降解率超過98%，并且在催化循環(huán)10次后依然保持90%以上的催化效率。TEM圖顯示復(fù)合光催化劑中Ag3PO4粒徑僅為5-50nm。實(shí)施例3將二次精餾的苯胺取O. 6ml加入到20ml Imol · Γ1鹽酸溶液中，并冷卻至0°C，向上述溶液中緩慢滴加O. 5g · ml/1過硫酸銨溶液反應(yīng)6h后終止,過濾,水洗,烘干,制得鏈狀聚苯胺；將0. 06g鏈狀聚苯胺在30g甲苯溶劑中超聲分散；向其中加入I. 5g硝酸銀、7. 5g油酸、3g乙醇,攪拌Ih ;再向其中加入I. 5g磷酸,攪拌12h ;最后將其過濾,收集沉淀物,經(jīng)醇洗、水洗、干燥后得到聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑，聚苯胺與Ag3PO4的質(zhì)量比為I :20。將所制備的聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑在可見光下降解羅丹明B以測其催化活性，發(fā)現(xiàn)在16分鐘內(nèi)染料降解率超過98%，并且在催化循環(huán)10次后依然保持90%以上的催化效率。TEM圖顯示復(fù)合光催化劑中Ag3PO4粒徑僅為5-50nm。實(shí)施例4將二次精餾的苯胺取O. 6ml加入到20ml Imol · Γ1鹽酸溶液中，并冷卻至0°C，向上述溶液中緩慢滴加O. 5g · ml/1過硫酸銨溶液反應(yīng)6h后終止,過濾,水洗,烘干,制得鏈狀聚苯胺；將0. 3g鏈狀聚苯胺在300g甲苯溶劑中超聲分散；向其中加入I. 5g硝酸銀、15g油胺、300g乙醇，攪拌2h ;再向其中加入7. 5g磷酸，攪拌24h ;最后將其過濾，收集沉淀物，經(jīng)醇洗、水洗、干燥后得到聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑，聚苯胺與Ag3PO4的質(zhì)量比為I :4。將所制備的聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑在可見光下降解羅丹明B以測其催化活性，發(fā)現(xiàn)在18分鐘內(nèi)染料降解率超過98%，并且在催化循環(huán)10次后依然保持90%以上的催化效率。TEM圖顯示復(fù)合光催化劑中Ag3PO4粒徑僅為5-50nm。對照實(shí)施例I :納米磷酸銀催化劑的制備方法，包括以下步驟將I. 5g硝酸銀,7. 5g油胺，20g乙醇加入到75g甲苯中混合攪拌Ih,將I. 5g磷酸滴加到上述混合溶液后攪拌12h，抽濾，先醇洗后再用去離子水洗滌，真空干燥后獲得納米磷酸銀催化劑。圖3中含對照實(shí)施例I納米磷酸銀催化劑在可見光下對羅丹明B的降解效果圖，在30分鐘內(nèi)染料降解率為98%，而且在循環(huán)3次后光催化效率僅為原來的50%。對照實(shí)施例2 微米級磷酸銀催化劑的制備方法，包括以下步驟將I. 5g硝酸銀，加入到30g水中混合攪拌lh，將I. 5g磷酸滴加到上述混合溶液后攪拌12h，抽濾，去離子水洗滌，真空干燥后獲得微米級磷酸銀催化劑。在42分鐘內(nèi)染料降解率為98%。實(shí)施例7 不同光催化劑可見光下催化降解RhB染料，包括以下步驟。I)在IOOmL 20mg · L—1的RhB溶液中加入O. Ig光催化劑，在室溫下避光勻速攪拌30min,以達(dá)到對RhB染料間的吸附平衡；2)在用420nm濾光片除去紫外光的350W氙燈源下光照，期間每隔一定時間取樣進(jìn)行離心分離，用分光光度計檢測其吸收光譜，根據(jù)樣品最大波長處的吸光度來確定降解過程中染料濃度的變化。按照實(shí)施例7方法測定實(shí)施例1-4、比較例1-2劑的光催化降解活性的結(jié)果見表
權(quán)利要求
1.一種高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑，其特征在于納米Ag3PO4粒子均勻分布在鏈狀聚苯胺骨架上，聚苯胺與Ag3PO4的質(zhì)量比為I :4 20，納米Ag3PO4 粒徑為 5-50nm。
2.如權(quán)利要求I所述的一種高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟O制備摻雜鹽酸的鏈狀聚苯胺，方法為將二次精餾的苯胺取O. 6ml加入到20mlImol · Γ1鹽酸溶液中，并冷卻至O°C，向上述溶液中緩慢滴加O. 5g. ml/1過硫酸銨溶液反應(yīng)6h后終止，過濾，水洗，烘干，制得鏈狀聚苯胺；.2)將I)中所制備的鏈狀聚苯胺在非極性有機(jī)溶劑中超聲分散，鏈狀聚苯胺與非極性有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為I : 500 1000，非極性有機(jī)溶劑為甲苯、二甲基甲酰胺中的一種；.3)將硝酸銀、表面活性劑、乙醇溶解于2)所得體系，攪拌，其中表面活性劑為碳鏈在C10 C3tl之間的有機(jī)胺或有機(jī)羧酸的一種，鏈狀聚苯胺與硝酸銀的質(zhì)量比為I : 5 25，硝酸銀與表面活性劑的質(zhì)量比為I : 5 10，乙醇與2)中非極性有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為I : I 10，攪拌時間為I 2h ;.4)將磷酸緩慢的滴加到3)所得體系后繼續(xù)攪拌，硝酸銀與磷酸的質(zhì)量比為I: I .5，攪拌時間為12 24h ；.5)將4)所得體系過濾，收集沉淀物，經(jīng)醇洗、水洗、干燥后得到高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效穩(wěn)定的可見光聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑及其制備方法，該復(fù)合光催化劑由聚苯胺和磷酸銀復(fù)合而成，其制備步驟如下1)制備鹽酸摻雜的鏈狀聚苯胺；2)將聚苯胺在極性有機(jī)溶劑中超聲分散；3)將硝酸銀、表面活性劑、乙醇溶解于2)所得體系，攪拌；4)將磷酸溶液緩慢的滴加到3)所得體系后繼續(xù)攪拌；5)將4)所得體系過濾，醇洗，水洗，干燥后獲得聚苯胺基納米磷酸銀復(fù)合光催化劑。本發(fā)明所制備復(fù)合光催化劑中Ag3PO4粒徑僅為5-50nm，并以鏈狀聚苯胺作為納米Ag3PO4粒子的載體，不僅有效的防止納米粒子團(tuán)聚，大幅提高了其催化性能，而且由于聚苯胺電子受體的作用，可以使得Ag3PO4光腐蝕性降低，繼而大大改善了催化劑的穩(wěn)定性。
文檔編號A62D3/17GK102935385SQ201210433639
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者何光裕, 錢茂公, 陳海群, 紀(jì)俊玲, 孟啟, 何明陽, 汪信 申請人:常州大學(xué)