[发明专利]一种硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂

说明书

本发明公开了一种硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂。该催化剂分子式为Ag(epyz)(Hntph)，式中Hntph为硝基对苯二甲酸氢根离子，epyz为四甲基吡嗪，是一种在可见光下可以降解染料和有机污染物的高效能光催化剂，且该银配合物光催化剂可用离心分离方法回收再利用，避免该催化剂可能引起的二次污染。

技术领域

本发明涉及光催化剂，具体涉及一种硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂材料的制备方法及可见光的光催化性质测试。

背景技术

随着人口总量不断增加和工业化程度的提高，环境污染，水资源问题和能源短缺问题成为人类面临的最重要的挑战。而使用光催化技术来解决这一问题无疑是最佳的选择。光催化，作为一种利用太阳能作为反应的驱动力的绿色技术，具有低能耗、反应条件温和、对污染物治理彻底、没有二次污染等重要优良特征，已经成为环境净化处理领域的前沿研究课题之一。早期的研究主要集中在催化活性高的TiO₂。但是，TiO₂禁带宽度为3.2eV，只在紫外区响应，太阳能利用率很低，很大程度上限制了TiO₂的发展。因此，寻找其它在可见光范围内有光催化效果的催化剂也成为目前科学家们的研究热点。作为其中最重要的一类就是银系半导体光催化剂，目前已经报道的银系半导体光催化剂主要包括：氧化银，卤化银，银的含氧酸盐(包括碳酸银、钒酸银、磷酸铋等)以及一些复合型含银催化剂等。并且它们都具有较好的光催化效果。近几年，也有研究者将银盐与有机配体组装结合制成的金属有机配合物，用来研究银系配合物的光催化性质，也取得了较好的成果。但是在可见光下响应的银系配合物光催化剂的研究成果还是很少。针对这一问题，本发明开发出一种可见光下催化降解染料性能良好的银配合物光催化剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降解染料和有机污染物的硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂，分子式为Ag(epyz)(Hntph)，式中Hntph为硝基对苯二甲酸氢根离子，epyz为四甲基吡嗪。该配合物光催化剂晶体的晶胞参数为：α＝90.11(3)°，β＝118.03(3)°，γ＝92.74(3)°，为三斜晶系，P-1空间群。

与现有技术相比，本发明的优点在于硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂，分子式为Ag(epyz)(Hntph)，该配合物光催化剂可在可见光下降解染料和有机污染物，且该硝基对苯二甲酸银配合物光催化剂可用离心分离方法回收再利用，避免该催化剂可能引起的二次污染。

附图说明

图1为本发明银配合物光催化剂的分子结构图；

图2为本发明银配合物光催化剂对罗丹明B的光催化降解曲线图；

由图2可见，在90W LED灯模拟可见光照射且没有催化剂的情况下，罗丹明B并没有发生降解，加入上述催化剂后，罗丹明B发生明显降解，7小时后，降解93％。

图3为本发明银配合物光催化剂的PXRD图谱与单晶模拟PXRD图谱以及做过光催化实验收集的催化剂的PXRD图谱的对比图。

具体实施方式

实施例1

依次将0.3mmol硝酸银(AgNO₃)、0.3mmol硝基对苯二甲酸(H₂ntph)、0.3mmol四甲基吡嗪(epyz)及10mL H₂O加入容量为25ml的聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，搅拌15min后密封在100℃下加热3天，然后以5℃/h的速度降至室温后得无色块状晶体。该无色产物为分子式[Ag(epyz)(Hntph)]的银配合物光催化剂。将无色产物研磨成粉末，置于光催化剂反应器中，并将含有罗丹明B的水溶液注入其中，开启搅拌器，在90W白光LED灯光照下，7小时可将水溶液中的罗丹明B降解93.63％。得到如图3所示的光催化降解曲线图。该银配合物光催化剂可通过离心回收再利用。采用Bruker D8 Focus粉末衍射仪2θ角度范围为5-50°，以8°/min的扫描速度对该银配合物光催化剂进行扫描，在室温下收集样品的粉末衍射图谱(PXRD)，并与单晶模拟PXRD图对比，可以完美拟合，说明该催化剂具有较好的稳定性。