[发明专利]一种梭型磷酸银光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种梭型磷酸银光催化剂及其制备方法。

背景技术

1972年日本科学家Fujishima等发现TiO₂单晶电级可以实现光催化分解水（FujishimaA,1972），后来又发现纳米TiO₂具有光催化降解有机物的能力，TiO₂成为材料领域的研究热点，但TiO₂的禁带宽度为3.2eV，其对应的吸收波长为387.5nm,光吸收仅局限于紫外光区。但这部分光仅占照射到地面太阳光谱的5%，且TiO₂量子效率最多不高于28%，综合起来太阳能的利用效率仅在1%左右，利用效率很低。为解决这个问题，科学家经过不断研究，提出两种途径：一是对二氧化钛等传统光催化材料进行掺杂和改性，二是开发新的光催化材料，使其能对可见光响应。二氧化钛的掺杂和改性已经取得一些成果，但效果并不显著。在开发新的半导体光催化剂上，日本物质与材料研究机构光触媒材料中心的叶金花主任等着眼于目前无人问津的磷酸银。根据调查其在可见光照射下的水分解性能和涂料分解性能等实验结果，查明了其光氧化性能是目前所知的光催化剂的数十倍。因此磷酸银有望成为应用广泛的新型光催化剂。磷酸银催化降解有机污染物的速度与晶体形貌有一定关系，传统的球形磷酸银降解有机物的速率比较慢，磷酸银的催化活性有待进一步提高，因此研究磷酸银简便的合成方法和提高其催化活性成为行业中研究的重点。

发明内容

本发明提供了一种梭型磷酸银催化剂及其制备方法，该梭型磷酸银催化剂结构新颖，性能优越，催化活性高；该梭型磷酸银催化剂的制备方法简单易行，制备的催化剂稳定性好。

本发明采用了以下技术方案：

一种梭型磷酸银催化剂，该磷酸银催化剂为梭型磷酸银催化剂，梭型磷酸银催化剂的晶体粒径在8-12um。

上述梭型磷酸银催化剂的制备方法，它包括以下步骤：

步骤一，在水中加入异丁醇，搅拌均匀，形成混合溶液；

步骤二，在搅拌条件下，加入硝酸银；

步骤三，继续搅拌条件下，再加入磷酸，最后再加入乌洛托品调节溶液的PH值；

步骤四，然后将加入磷酸的溶液搅拌10min后离心分离，分离沉淀洗涤1-3，最后在室温下干燥即得，以上步骤中水：异丁醇：硝酸银；磷酸的重量比为1850：17：(8-20)：3。

所述的磷酸为体积浓度85%的磷酸溶液。所述的步骤三中调节溶液的PH值采用乌洛托品进行调节，调节PH值的实验温度为室温；调节实验是在搅拌条件下进行的。

本发明具有以下有益效果：

采用了以上技术方案后，本发明的制备方法将传统的以水为溶剂替换为异丁醇和水的混合液为溶剂，在搅拌条件下加入硝酸银，磷酸和乌洛托品，制备方法简单，制备的梭型磷酸银光催化剂具有一种新颖的晶体形貌。

本发明制备的梭型磷酸银光催化剂结构新颖，光催化活性高。与现有国内外相关文献相比，催化活性最高，降解有机污染物速度最快。晶体形貌为梭型，结构新颖。制备在室温条件下即可，不需水浴加热，可节省能源，适于工业化生产。

本发明在制备过程中用乌洛托品代替了传统的碱性溶液调节溶液的PH，减慢了银离子和磷酸根的结合速度，有利于形成更均匀的小颗粒磷酸银，进一步提高了磷酸银的光催化活性。

附图说明

图1为本发明实施例一制备的磷酸银扫描电镜图。

图2为本发明实施例一制备的磷酸银局部扫描电镜图。

图3为本发明降解效果对比图。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步说明。

实施例一：本实施例取37g的水， 倒入烧杯中，加入3.43g异丁醇，搅拌均匀，在搅拌条件下加入0.16g的硝酸银，再加入41ul的体积浓渡为85%的磷酸溶液，最后加入0.219g的乌洛托品，搅拌20分钟，离心分离，用水洗涤沉淀2次，室温下干燥即得梭型磷酸银。其样品扫描电镜图如图1和图2中，由图表明其具有良好的均匀性。