[发明专利]一种可见光催化剂Ag3PO4/AVO及其制备方法

说明书

本发明公开一种可见光催化剂Ag₃PO₄/AVO及其制备方法，由Ag₃PO₄和NH₄VO₃溶液制成得到复合光催化剂Ag₃PO₄/AVO，Ag₃PO₄/AVO由Ag₃PO₄微颗粒、AgVO₃微米棒和Ag₃VO₄微米片三者构成；制备方法，包括以下步骤，a.将Ag₃PO₄粉末经过碾碎后，加入到去离子水中，经强力超声得到Ag₃PO₄悬浊液；b.将NH₄VO₃溶液逐滴加入到Ag₃PO₄悬浮液中，同时在滴加过程中将Ag₃PO₄悬浮液在暗态下持续搅拌反应3～5h；c.将得到的沉淀物经过离心、洗涤、真空干燥后得到复合可见光催化剂Ag₃PO₄/AVO。本发明提供一种简单的离子交换法以形成Ag₃PO₄与AVO异质结，可促进光生载流子的分离，进而实现Ag₃PO₄可见光催化活性和稳定性的同时提高；另外，AVO为棒状AgVO₃和片状Ag₃VO₄的混合物，它不仅能够提供较大的表面积，而且还能为电子的传输提供快速的通道。

技术领域

本发明涉及一种可见光催化剂Ag₃PO₄/AVO及其制备方法，属于半导体光催化技术领域。

背景技术

太阳能是一种清洁、丰富、永不枯竭的资源，应用前景十分广阔。其中一个重要的用途就是太阳光催化，包括光解水和光降解两类。即利用太阳光激发一种被称为光催化剂的固体材料使其产生大量自由电子与空穴，进而达到使水分解析出氢气和氧气，或使污染物降解的效果。最常见的光催化剂为TiO₂，它具有化学性质稳定、成本低廉、表面积大等优点，然而过宽的带隙使其仅能利用太阳光中极少的一部分紫外光。

近年来被人们所发现的Ag₃PO₄，由于其室温下2.37 eV的带隙宽度和高达90%的产氧量子产率，被认为一种可替代TiO₂的可见光催化剂，广泛应用在光降解水中污染物或分解水制备廉价的化学燃料。制备Ag₃PO₄的方法有很多，包括化学偏聚法、离子交换法、水热法、表面活性剂辅助法、银氨溶液前驱体法、模板法等。然而，目前报道的Ag₃PO₄，其光催化活性和稳定性均有待提高，且使用成本较高的原料Ag，制约了其广泛应用。近年来人们发明了一系列方法以增强Ag₃PO₄光催化剂的活性和稳定性，最常用的手段是构筑异质结（如Ag₃PO₄/ AgBr、Ag₃PO₄/CNT、Ag₃PO₄/SnO₂、Ag₃PO₄/SiC、Ag₃PO₄/MoS₂等）。通过构筑异质结形成复合光催化剂不仅有利于降低Ag的使用量进而降低成本，而且还能有助于光生电荷分离延长其寿命，在增强光催化活性的同时也往往使其得以提高。然而上述形成上述类型复合光催化剂的方法要么过程复杂，要么形貌不容易操控，要么性能提高的程度不高。

发明内容