專利名稱：一種負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到好的解決。納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。1972年，A. Fujishima和K.Honda在n型半導(dǎo)體TiO2電極上發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用，從此開始了大量的光催化降解廢水中的有機(jī)物的研究。2010年6月，物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)研究人員發(fā)現(xiàn)磷酸銀具有光催化劑的效果，且光氧化效果是目前已知各種光催化劑的數(shù)十倍以上。但由于磷酸銀自身不穩(wěn)定，在光催化中易自蝕。另外，在光催化氧化反應(yīng)體系中，由于納米顆粒微小而極易流失，且懸浮態(tài)納米顆粒與廢水的分離過程既緩慢又昂貴，因此將納米顆粒負(fù)載在一些載體上是目前應(yīng)用中采用的主要方法。在磷酸銀的催化過程中，首先要有一部分磷酸銀還原成銀來引發(fā)反應(yīng)，銀也是催化過程中電子傳導(dǎo)的中介，直接影響催化效率。膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要礦物的粘土巖。蒙脫石的結(jié)構(gòu)特征為一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個(gè)硅氧四面體中間夾一個(gè)鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬于2:1型的三層粘土礦物。晶層間的距離為0. 96 2. 14nm，這些納米片層層疊在一起，形成幾百納米到幾微米的粘土顆粒，在膨潤(rùn)土層間有可以交換的陽離子。膨潤(rùn)土在水處理方面有較多的應(yīng)用，但僅局限于吸附處理，其本身沒有催化能力。但膨潤(rùn)土層狀的納米片層結(jié)構(gòu)是良好的催化載體，其負(fù)載機(jī)理是通過陽離子交換，將催化活性物質(zhì)交換到膨潤(rùn)土層間。但磷酸銀屬于固體鹽，難以直接將其固定到膨潤(rùn)土層間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，該方法是將磷酸銀/銀負(fù)載在膨潤(rùn)土層間，由于有銀的存在，縮短了在光照下磷酸銀光照電子傳遞的過程，可以更快激發(fā)磷酸銀的催化活性，提高催化效率，又可以保持其納米效應(yīng)和利于沉淀分離。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用如下步驟I)稱取f I. 2 mmol硝酸銀配置成1(T15 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水，邊 滴加邊振蕩，直到最初出現(xiàn)的沉淀恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；2)稱取20 g膨潤(rùn)土，加蒸餾水8(T100 mL浸泡1(T12 h制得膨潤(rùn)土懸濁液，將銀氨溶液滴加到膨潤(rùn)土懸濁液中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌3 4h,攪拌結(jié)束后在水浴8(T85 °C中老化24h，老化結(jié)束后水洗4飛次，加入30飛0 mL蒸餾水；3)向所得產(chǎn)物中滴加0. oro. I mo I/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結(jié)束后在水浴6(T65 °C水浴中老化24h，老化結(jié)束后水洗數(shù)次直到上清液為中性；然后在105°C下烘干，碾磨，再在40(T500w氙燈下照射5(T80min，即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑。本發(fā)明的有益效果是 I、磷酸銀和銀結(jié)合的催化劑表面共激振光催化材料有效地拓展了磷酸銀在可見光區(qū)域的吸收，提高了對(duì)自然光的利用效率。同時(shí)，由于金屬銀與磷酸銀的接觸緊密，使其體系內(nèi)所產(chǎn)生的電子能較容易由金屬銀顆粒傳遞，保證了體系的穩(wěn)定性。2、利用膨潤(rùn)土的納米片層結(jié)構(gòu)，增加催化劑和載體的吸附能力，提高降解效率。3、在膨潤(rùn)土納米片層之間，磷酸銀/銀顆粒仍處于納米尺度，磷酸銀/銀在膨潤(rùn)土層間仍然可以發(fā)揮納米效應(yīng)，并容易從水中分離。
具體實(shí)施例方式稱取fl. 2 mmol硝酸銀,配置成l(Tl5 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現(xiàn)的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；在該過程中首先生成AgOH沉淀，然后持續(xù)滴加氨水，直至棕色沉淀剛好溶解，所得的溶液即為銀氨溶液，含[Ag (NH3)2] NO3。稱取20 g膨潤(rùn)土,加蒸懼水8(Tl00 mL浸泡l(Tl2 h,將銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤(rùn)土懸濁液當(dāng)中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌:T4 h，攪拌結(jié)束后在水浴8(T85°C中老化24h，老化結(jié)束后水洗4 5次，加入30 50 mL蒸餾水；向其中滴加0. 01 0. I mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結(jié)束后在水浴6(T65 °C水浴中老化24h，老化結(jié)束后水洗數(shù)次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在40(T500w氙燈下照射5(T80min，即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑。在該過程中，首先利用膨潤(rùn)土的陽離子交換性能將[Ag(NH3)2]+交換到膨潤(rùn)土層間，再利用高溫在堿性條件下將[Ag(NH3)2]+轉(zhuǎn)化為氧化銀和水，滴加磷酸后，磷酸和氧化銀反應(yīng)，在膨潤(rùn)土層間生成磷酸銀顆粒，最后通過光照，在磷酸銀表面生成銀單質(zhì)粒子，形成納米磷酸銀/銀催化劑。實(shí)施例I
稱取Immol硝酸銀，配置成lOmmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水，邊滴加邊振蕩，直到最初出現(xiàn)的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20 g膨潤(rùn)土，加蒸餾水SOmL浸泡10h，將之前得到的銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤(rùn)土懸濁液當(dāng)中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌3h，攪拌結(jié)束后在水浴80°C中老化24h，老化結(jié)束后水洗4次，加入30mL蒸餾水；向其中滴加0. 01mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結(jié)束后在水浴60 °C水浴中老化24h，老化結(jié)束后水洗數(shù)次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在400w氙燈下照射80min，即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑。將得到的負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑0.3g加入到500 mL濃度為30mg/L的Orange II廢水中，在500w金鹵燈照射下，反應(yīng)20 min，脫色率為98. 1%，催化劑分離簡(jiǎn)單，可以重復(fù)利用。實(shí)施例2稱取I. 2 mmol硝酸銀,配置成15 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現(xiàn)的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20 g膨潤(rùn)土，加蒸餾水100 mL浸泡12 h，將之前得到的銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤(rùn)土懸濁液當(dāng)中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4 h，攪拌結(jié)束后在水浴85 0C中老化24h，老化結(jié)束后水洗5次，加入30mL蒸餾水；向其中滴加O. I mo I/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結(jié)束后在水浴65 °C水浴中老化24h，老化結(jié)束后水洗數(shù)次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在500w氙燈下照射50min,即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑。將得到的負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑O. 3g加入到500 mL濃度為30mg/L的Orange II廢水中，在500w金鹵燈照射下，反應(yīng)20 min，脫色率為97. 4%，催化劑分離簡(jiǎn)單，可以重復(fù)利用。

實(shí)施例3
稱取I. Immol硝酸銀,配置成12 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現(xiàn)的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20 g膨潤(rùn)土，加蒸餾水90mL浸泡11 h，將之前得到的銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤(rùn)土懸濁液當(dāng)中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4 h，攪拌結(jié)束后在水浴82 °C中老化24h，老化結(jié)束后水洗4次，加入40mL蒸餾水；向其中滴加0. 05 mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結(jié)束后在水浴62 °C水浴中老化24h，老化結(jié)束后水洗數(shù)次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在450w氙燈下照射60min，即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑。將得到的負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑0.3g加入到500 mL濃度為30mg/L的Orange II廢水中，在500w金鹵燈照射下，反應(yīng)20 min，脫色率為98. 6%，催化劑分離簡(jiǎn)單，
可以重復(fù)利用。
權(quán)利要求
1. 一種負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，其特征是采用如下步驟 1)稱取fI. 2 mmol硝酸銀配置成l(Tl5 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現(xiàn)的沉淀恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液； 2)稱取20g膨潤(rùn)土，加蒸餾水8(Γ100 mL浸泡1(T12 h制得膨潤(rùn)土懸濁液，將銀氨溶液滴加到膨潤(rùn)土懸濁液中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌3 4 h，攪拌結(jié)束后在水浴80 85 V中老化24h，老化結(jié)束后水洗4 5次，加入3(T50 mL蒸餾水； 3)向步驟2)所得產(chǎn)物中滴加O.0Γ0. I mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續(xù)攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結(jié)束后在水浴6(T65 °C水浴中老化24h，老化結(jié)束后水洗數(shù)次直到上清液為中性；然后在105°C下烘干，碾磨，再在400^500w氙燈下照射5(T80min，即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，先稱取1~1.2mmol硝酸銀配置成10~15mmol/L溶液，滴加稀氨水得到銀氨溶液；再稱取20g膨潤(rùn)土，加蒸餾水80~100mL浸泡10~12h制得膨潤(rùn)土懸濁液，將銀氨溶液滴加到膨潤(rùn)土懸濁液中，攪拌，在水浴80~85℃中老化24h，水洗4~5次，加入30~50mL蒸餾水；然后向產(chǎn)物中滴加0.01~0.1mol/L磷酸，攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為13，攪拌結(jié)束后在水浴60~65℃水浴中老化24h，水洗數(shù)次直到上清液為中性；最后在105℃下烘干，碾磨，再在400~500w氙燈下照射50~80min即得到負(fù)載型磷酸銀/銀光催化劑；提高了對(duì)自然光的利用效率，保證了體系的穩(wěn)定性；利用膨潤(rùn)土的納米片層結(jié)構(gòu)，增加催化劑和載體的吸附能力，提高降解效率。
文檔編號(hào)C02F1/30GK102614902SQ20121004145
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者崔冰瑩, 張?zhí)炝? 李定龍, 楊彥, 馬建鋒 申請(qǐng)人:常州水木環(huán)?？萍加邢薰?br>