[发明专利]可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，本发明涉及一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂及其制备方法和光催化应用。

背景技术

随着人类社会的快速发展和经济的迅速增长，导致了以石油和煤炭为代表的能源消费的成倍增长。我国能源结构面临着经济发展和环境保护的双层压力，生活和生产过程中带来的环境污染问题同样制约着我国国民经济和新能源的发展。尤其是工业生产过程中排放的有机物含量高，毒性大，难降解，容易引起动物及人类致癌、致畸等，控制有机污染物成为我国亟待解决的问题之一。开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的有毒难降解污染物清除技术一直是环保技术追求的目标。研究表明，通过光催化降解污染物，充分利用廉价并且“绿色”的太阳光，是解决全球性环境恶化和能源危机的一个重要途径。催化材料是光催化技术发展最为核心的部分，也是决定其性能的主要因素，传统的半导体光催化材料通常存在量子效率低、仅吸收紫外光的缺点，太阳光中紫外光部分仅占4%左右，大部分仍为可见光。因此，寻找高效、稳定和经济的可见光响应的光催化材料是光催化技术实用化的关键。

在众多的光催化材料中，具有可见光响应的Ag基化合物近年来受到人们的关注并展现出了较好的光催化活性及良好的应用前景。例如，Ag/AgCl等离子光催化剂(C.An,S.Peng,Y.Sun,Adv.Mater.2010,22,2570-2574)，Ag₃PO₄(Y.Bi,S.Ouyang,N.Umezawa,J.Cao,J.Ye,J.Am.Chem.Soc.2011,133,6490-6492),Ag₂CO₃(H.Dong,G.Chen,J.Sun,C.Li,Y.Yu,D.Chen,Appl.Catal.B:Environ,2013,134-135,46-54.)，AgSbO₃(J.Singh,S.Uma,J.Phys.Chem.C2009,113,12483-12488)等等，他们在可见光的照射下能够有效地降解有机污染物，但是单一的Ag基化合物存在光稳定性差的缺陷，在光照条件下容易发生分解生成单质银，并且光催化活性会随之降低。另外，我国温泉水资源丰富，分布广泛，温泉水是一种廉价、洁净的水资源，已广泛应用于生活和工业发电、供热、理疗等。温泉水中含有较多的Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-和Na⁺、Mg²⁺等。利用温泉水中的阴离子在室温下采用一步直接沉淀法制备出可见光响应的AgCl-Ag-AgCO₃三元复合物，将其应用于可见光光催化降解有机污染物，可大大减少成本，具有更好的实际应用价值，并且该三元复合物展现出了良好的光稳定性及可循环性，克服了单一Ag基化合物光稳定性差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂及其制备方法和光催化应用。该方法条件温和，原料易得，操作简便，周期短，成本低，可在室温下合成出可见光响应的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂，并具有优异的光催化性能。

实现本发明的技术解决方案为：

一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂，所述的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂由AgCl、Ag和Ag₂CO₃三元复合而成，其中AgCl质量分数为30-60%、Ag质量分数为5-15%和Ag₂CO₃质量分数为25-65%。

一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂的制备方法包括以下步骤：取一定体积的温泉水室温下搅拌，然后向上述溶液中缓慢加入一定体积的AgNO₃溶液，滴加完毕后继续搅拌1～2小时，最后将所得的产物经去离子水离心洗涤，再经干燥后得到所述的AgCl-Ag-Ag₂CO₃复合光催化剂。