[发明专利]一种快速高效降解罗丹明B的复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种快速高效降解罗丹明B的复合光催化剂及其制备方法，以三氧化钼纳米带为基底，以无水乙醇为溶剂通过沉积‑沉降法合成AgBr/MoO₃复合材料，反应条件温和、步骤简单、绿色环保、原料易得、易于工业化生产。采用该方法所制备的AgBr/MoO₃复合材料由带状的三氧化钼纳米带为基底和其表面附着溴化银纳米颗粒组成，本发明方法制备的AgBr/MoO₃光催化材料可以实现有机物的快速、高效降解。

技术领域

本发明属于复合材料、光催化技术以及环境水污染治理领域，具体涉及一种快速高效降解罗丹明B的复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，经济的快速发展带来的环境污染问题越来越不可忽视，目前多采用活性炭吸附法、自然沉淀法等传统治理方法来处理有机污染物。这些治理技术虽然发展较早，工艺成熟，使用也较为广泛，但是却存在着降解效率低，降解不彻底或产生二次污染物等多种问题。因此，在工业废料处理方面需要研究和发展效率更高、操作更简单的方法。光催化氧化技术是解决污染问题的绿色高效手段，但是大部分光催化剂具有光催化效率低、稳定性差、降解时间过长等缺陷，因此寻找一种高效的光催化剂应用于环境污染物处理方面具有很大的现实意义。

从目前研究来看，光催化降解有机污染物存在降解时间长、降解效率不高等问题，为解决这些问题，许多方法如掺杂、负载等被采用来提升光催化效率，但其效果还不是很理想。例如，通过Ag@AgCl负载BiVO₄得到的Ag@AgCl/BiVO₄复合材料在30min内可完全降解初始浓度为10mg/L的罗丹明B溶液，但其所需催化剂量较多(2g/L)；Ag@AgBr/K₄Nb₆O₁₇复合材料可以完全降解10mg/L的罗丹明B溶液，但所需要的时间为120min。

层状结构的三氧化钼由于其独特的结构而受到研究人员的广泛关注，其在储能环保方面的应用已经成为研究的热点，但其禁带宽度较大，不能很好地利用太阳光。而卤化银由于带隙较窄被广泛应用于提升半导体光催化性能，将两者有效复合从而提升光催化效率是一个值得探索和研究的课题，因此寻求一种能够有效提升光催化效率的溴化银负载的三氧化钼的沉积沉降方法非常重要。

发明内容

本发明针对目前光催化材料对有机污染物染料降解时间长、降解效率不高等问题，提出一种能够快速高效降解罗丹明B染料的复合催化剂合成方法，该方法制备的光催化材料可以实现有机物的快速、高效降解。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种快速高效降解罗丹明B的复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将一定量的钼粉加入去离子水中搅拌后，逐滴缓慢加入双氧水，继续搅拌一定时间后得到溶液A；

(2)将步骤(1)中的溶液A转移至不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内胆中，液体体积占内胆容积的4/5；将反应釜置于烘箱中一定温度下保温一定时间，随炉冷却；将所得的沉淀物过滤分离，分别用去离子水和无水乙醇各清洗两次后70℃干燥，得到灰白色的三氧化钼纳米带；

(3)称取一定量的步骤(2)所得到的三氧化钼纳米带置于烧杯中，加入溶剂搅拌一定时间后，滴入一定量的NaBr溶液，然后超声处理得到溶液B；

(4)在搅拌条件下向(3)中溶液B中滴入AgNO₃溶液，在黑暗条件下继续搅拌后过滤，并用去离子水和无水乙醇清洗两次，在70℃干燥得到AgBr/MoO₃复合催化剂。

步骤(1)中双氧水和钼粉的摩尔比为(10～20):1；搅拌时间为15～20min。

步骤(2)中，保温温度为160～180℃；保温时间为10～12h。