[发明专利]TiO2负载的纳米Ag光催化剂在降解苯酚中的应用

说明书

本发明属于有机物污染物降解技术领域，涉及一种TiO₂负载的纳米Ag光催化剂在降解苯酚中的应用。本发明通过采用十二烷基硫酸钠、谷氨酸按比例使用作为形貌调控剂，结合水热反应条件，制备出了高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂，并将高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂负载到了纳米TiO₂上，避免了Ag分散性较差、容易团聚缺点，同时，由于二十四面体纳米银的表面原子层高指数晶面排布，极大提高了纳米银的催化活性，并且在太阳光下对苯酚的降解率显示出很好的催化活性，60min时苯酚的降解率为85%。

技术领域

本发明属于有机物污染物降解技术领域，尤其涉及一种TiO₂负载的纳米Ag光催化剂在降解苯酚中的应用。

背景技术

TiO₂材料因能有效催化降解空气与水中的有机和无机污染物，而又不产生二次污染和可重复使用，近年来逐渐引起人们重视，科学工作者已开展了许多对TiO₂材料光催化氧化、还原或降解处理含DDT、二硝基苯胺、三氯乙烯、NO、Cr(VI)等有毒废弃物的研究。如何超等（“Ag/TiO₂薄膜结构和光催化性能研究”，无机材料学报，2002, 17(5)）用溶胶－凝腔技术制备了Ag掺杂的TiO₂薄膜，表明掺杂适量的Ag有助于TiO₂薄膜光催化氧化性能的提高；但其制备方法需要室温下长时间干燥，并需要不断重复镀膜和热处理过程，生产效率较低，且其制备的薄膜结构中单质Ag容易发生团聚且催化降解效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种TiO₂负载的纳米Ag光催化剂在降解苯酚中的应用。

所述TiO₂负载的纳米Ag光催化剂是采用如下方法制备得到的：①将十二烷基硫酸钠、谷氨酸、聚乙烯吡咯烷酮加入到无水乙醇中，搅拌5~10min，再加入0.1~0.5mol/L硝酸银水溶液，搅拌20~30min后转移至水热反应釜中，160~180℃下水热反应12~18h，过滤、洗涤、干燥后即得高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂；②将高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂分散到无水乙醇中，加入纳米TiO₂超声分散20~30min，离心洗涤、干燥即得。

优选的，将TiO₂负载的纳米Ag光催化剂加入苯酚溶液中，搅拌均匀，然后采用太阳光作为光源进行光催化降解。

优选的，步骤②中高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂与TiO₂的质量比为1~1.5︰100。

优选的，所述纳米TiO₂为二氧化钛P25。

优选的，步骤①中硝酸银与十二烷基硫酸钠的摩尔比为1~5︰100。

优选的，所述谷氨酸与十二烷基硫酸钠的摩尔比为0.5~1.5︰1；聚乙烯吡咯烷酮与十二烷基硫酸钠的质量比为2~8︰1。

优选的，所述步骤①中0.1~0.5mol/L硝酸银水溶液与无水乙醇的体积比为0.3~0.5︰1。

本发明产生的有益效果是：本发明通过采用十二烷基硫酸钠、谷氨酸按比例使用作为形貌调控剂，结合水热反应条件，制备出了高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂，并将高指数晶面的二十四面体形貌纳米Ag光催化剂负载到了纳米TiO₂上，避免了Ag分散性较差、容易团聚缺点，同时，由于二十四面体纳米银的表面原子层高指数晶面排布，极大提高了纳米银的催化活性，并且在太阳光下对苯酚的降解率显示出很好的催化活性，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例1、对照例1－2制备得到的TiO₂负载纳米Ag光催化剂对苯酚的降解效果图；