[发明专利]一种具有可见光活性的Ag3VO4/TiO2复合纳米线其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可见光活性的Ag₃VO₄/TiO₂复合纳米线其制备方法及应用，属于环境污染治理技术领域。

背景技术

随着人类社会的不断发展进步，能源危机和环境问题已是21世纪人类必须要面临的两个严峻挑战，如何有效的控制和治理各种化学污染物对环境的污染是环境综合治理中的重点。近些年，半导体光催化氧化技术，作为高级氧化技术之一，正受到国内外学者的广泛研究，这种技术可以以太阳能作为能源来降解环境中的污染物，有效的利用太阳能，降低人们的能源利用。

半导体光催化氧化技术始于日本科学家Fujishima和Honda发现受光辐照的TiO₂单晶电极可以将H₂O分解，利用TiO₂半导体光催化剂将光能转化为电能和化学能就成为半导体光催化领域的研究热点。目前，TiO₂半导体光催化剂主要可以用于降解有机污染物、除臭、杀菌、自清洁等方面。然而，锐钛矿型TiO₂的禁带宽度为3.2eV，其激发波长为387.5nm，属于太阳光中的紫外光范围。而对于太阳能，其主要能量集中于400～600nm的可见光范围，这大大减少了TiO₂半导体光催化剂的效率，因此，如何实现TiO₂半导体光催化剂的可见光活性，高效利用太阳光中的可见光是TiO₂半导体光催化剂研究的重点内容之一。

为了提高TiO₂半导体光催化剂在可见光范围的光谱响应及其光催化量子效率，国内外科学家对TiO₂半导体光催化剂进行了各种改性，其中包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属离子掺杂、半导体光敏化以及半导体复合。半导体复合TiO₂可以提高TiO₂的电荷分离效果，扩展可见光响应范围。近年来，JinxiuWang等人（J.X.Wang,H.Ruan,W.J.Li,D.Z Li,Y.Hu,J.Chen,Y.Shao,Y.Zheng,J.Phys.Chem.C2012,116,13935-13943）利用溶胶方法制备了Ag₃VO₄-TiO₂复合纳米颗粒材料，并用于降解苯，研究发现经过Ag₃VO₄改性后的TiO₂纳米颗粒其光化学性能得到了很大的提高。TiO₂纳米线，作为TiO₂的微观形貌的一种形式，由于具有较大的比表面积，因而具有较强的吸附性能，有助于进一步提高TiO₂的光催化性能，并且，光生载流子比颗粒状更容易从离子内部迁移到表面，从而提高了光生电子-空穴的分离效率，因此，制备Ag₃VO₄/TiO₂复合纳米线将提高TiO₂的光催化效率以及可见光响应范围。

发明内容

本发明通过改进制备方法，有效提高TiO₂对可见光的响应，降低光生电子-空穴的复合，提高了对有机污染物的降解。

本发明提供了一种具有可见光活性的Ag₃VO₄/TiO₂复合纳米线制备方法，所述制备方法包括Ag₃VO₄/TiO₂复合纳米线制备的步骤，其步骤为将Ag₃VO₄/TiO₂复合纳米颗粒加入到碱性溶液中分散后在120～250℃温度下，水热反应24～56h，反应结束后将沉淀清洗干燥后在100～800℃温度下煅烧3～8h。

上述碱性溶液优选为NaOH、KOH。

上述分散条件优选为超声15～60min。

上述清洗条件优选为用稀硝酸和乙醇分别清洗。