[发明专利]一种高效光芬顿催化剂Ag3PO4/CuO及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效光芬顿催化剂Ag₃PO₄/CuO及其制备方法。Ag₃PO₄/CuO复合光芬顿催化剂，其特征在于：其由具有多面体结构的Ag₃PO₄和其表面负载的CuO纳米球状粒子组成。制备方法：(1)CuO的制备：以Cu(Ac)₂为前驱体，在PVP添加剂的存在下水热反应制备CuO；(2)Ag₃PO₄/CuO的制备：在室温下，在步骤(1)所得CuO中加入AgNO₃水溶液搅拌，之后逐滴加入过量的由Na₂HPO₄和NaH₂PO₄组成的pH为7的Na₃PO₄缓冲溶液，搅拌反应，在Ag₃PO₄上原位生成CuO，获得Ag₃PO₄/CuO复合材料。该催化剂既能提高纯CuO的芬顿催化性能，又能解决单一光催化剂Ag₃PO₄的稳定性和循环性差的缺陷，用于有机污染物降解具有催化性能高、结构稳定、循环性高、降解的产物无污染等优点。可用于有机污染物氧化降解、水分解制氢等领域。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及一种高效光芬顿催化剂Ag₃PO₄/CuO及其制备方法。

背景技术

进入21世纪，人类面临一系列危机：人口膨胀和资源过度消耗，大气、水质的污染、有毒废物的排放、温室气体导致的全球气候变暖以及生物物种的大量消失等，全球环境已经面临着海洋、淡水、湿地、生物多样性和能源五大挑战。可持续发展观揭示，人口、资源与环境密切相关，资源综合利用与环境保护相互联系，构成一个有机整体。环境保护是资源开发、经济发展进程中的重要内容。为了实现经济社会的可持续发展，控制水质工作成为环境保护工作的一个重要组成部分。如何采用有效手段降解水中的有机物是一个值得探讨的话题。

自2010年，叶金花课题组发现一种具有量子产率高、可见光催化性能好、无二次污染的新型可见光催化剂Ag₃PO₄，研究发现这种间接半导体远远高于前人所报道的半导体催化性能，可以快速完全降解有机污染物，但是其在水中部分溶解，比表面积低，价格昂贵，不但光照不稳定，而且电子-空穴极易复合，大大限制了自身的光催化性能，于是，科研工作者们围绕这些问题，通过各种方法，引入新的半导体，成功合成了各种Ag₃PO₄复合材料，如Ag₃PO₄/AgI、Ag₃PO₄/Ag₂S、Ag₃PO₄/In(OH)₃、Ag₃PO₄/GO、Ag₃PO₄/g-C₃N₄、 Ag₃PO₄/MoS₂、Ag₃PO₄/WS₂、等等，多达几十种，这虽然在很大程度上改善了纯Ag₃PO₄的各种弱点，但是这些思路都比较单一、难以拓展。