[发明专利]可见光纳米复合光催化剂AgCl-SnO2的制备方法有效

专利信息
申请号: 201410440899.9 申请日: 2014-09-02
公开(公告)号: CN104226340A 公开(公告)日: 2014-12-24
发明(设计)人: 梁英;戴高鹏;刘素芹 申请(专利权)人: 湖北文理学院
主分类号: B01J27/10 分类号: B01J27/10
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 441053 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 可见光 纳米 复合 光催化剂 agcl sno sub 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种高稳定可见光纳米复合光催化剂AgCl-SnO2的制备方法。

技术背景

目前应用最广泛的TiO2光催化剂具有优秀的活性和稳定性,但需要紫外光(只占太阳光谱中的4.5%)来激发才能产生光催化活性,严重地限制了它的实际应用。因此,非常有必要合成新型的能有效利用太阳光中的可见光(占太阳光谱中的45%)的光催化剂。其中一种策略就是开发更有效的新型可见光光催化剂 (如CdS, WO3,Cu2O,Bi2O3等),在太阳能净化环境污染中得到实际应用。而在众多新型光催化剂中,Ag基催化剂如Ag3PO4、AgSbO3、Ag2O、AgVO3、AgX(X= Br, I)、AgNbO3、AgMO2 (M=Al, Ga, In等)、Ag2CO3等更是具有很强的可见光光催化活性,远远高于传统可见光光催化剂(N-TiO2、P25等),有些甚至达到它们的20倍。

虽然很多含银化合物具有很强的可见光光催化活性,但是这些含银化合物在光催化反应过程中很不稳定。国内外学者研究发现银基化合物在降解有机污染物的过程中光催化活性会逐渐降低,且降解反应完成后,该光催化剂的XRD上有金属银相出现。说明在光催化反应中,银离子被还原成了金属银,从而降低了催化剂的活性和稳定性。

专利提出了一种高稳定可见光纳米复合光催化剂AgCl-SnO2的制备方法,即将AgCl与SnO2复合,由于AgCl的导带位置高于SnO2的导带位置,光催化反应中,AgCl导带上的光生电子就会向SnO2的导带上转移,使得AgCl的银离子不被光生电子还原,从而有效地改善了它的稳定性。同时,被转移到SnO2导带上的光生电子与降解溶液中的O2生成超氧自由基(O2- ·),再依次生成HOO ·、HO ·自由基,这些活性基团的活性很强,能降解有机污染物,这种方法即提高了含银化合物的稳定性,又不需添加任何牺牲剂。

 

发明内容

为解决现有技术中存在的问题,本发明通过科学设计和反复实验,筛选出与AgCl能级匹配的一种半导体SnO2进行复合,光照下,AgCl价带上的光生电子被激发到导带上,导带上的光生电子再快速转移到SnO2的导带上,使得银离子不被光生电子还原为金属银,从而提高其稳定性,同时转移到SnO2导带上的电子能与溶液中的O2复合生成超氧自由基(O2- ·),再依次生成HOO ·、HO ·自由基,这些活性基团的活性很强,能降解有机污染物,使光生电子参与到光催化降解反应中,而不还原银离子。这种方法既提高了含银化合物的稳定性,又不需任何牺牲剂。由此提出了一种高稳定可见光纳米复合光催化剂AgCl-SnO2及其制备方法,该方法简单,环境友好。

实现本发明目的的技术方案是:

一种高稳定可见光纳米复合光催化剂AgCl-SnO2的制备方法,其具体为:

先将硝酸银与氨水形成透明的液溶胶,再在液溶胶中滴加含有四氯化锡和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的稀盐酸溶液,然后将混合液放入高压釜中反应,使AgCl和SnO2共同析出,形成纳米复合光催化剂AgCl-SnO2

该制备方法进一步具体包括:

第1步、以AgNO3溶液和NH3·H2O溶液为原料,将NH3·H2O溶液滴加到AgNO3溶液中至溶液恰好透明,形成液溶胶A为止;

第2步、将SnCl4和CTAC加入到稀盐酸溶液中,搅拌混合,得到混合液B。

第3步、在搅拌情况下,将混合液B滴加到液溶胶A中,两者混合一段时间后,将其倒入内衬聚四氟乙烯的高压釜中,保温反应一定时间,然后自然冷却至室温;

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