[发明专利]一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂及其制备方法。该催化剂是以漂珠为载体，在漂珠表面负载氧化银。其制备步骤是：（1）采用酸处理和表面活性剂刻蚀改性粉煤灰漂珠（FACs）；（2）采用普通的化学合成法制备一系列不同质量比的Ag₂O/FACs复合光催剂。该制备方法简单易行，FACs的引入增加了复合光催化剂的吸附能力和活性位点并避免了催化剂的聚集，提高了复合光催化剂的光催化性能。催化剂载体采用空心漂珠，廉价易得，成本低，有效提高了光催化剂使用寿命，稳定性增强。

技术领域

本发明属于复合光催化材料技术领域，涉及一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

粉煤灰作为燃煤电厂的副产品，其产生量逐年增加。而目前对粉煤灰的主要处置办法还是作为建筑材料或者填埋，综合利用率低且污染环境。因此从节约能源和保护环境的角度，粉煤灰的高效、充分和高附加价值利用是很迫切的。而从粉煤灰中分选出来的粉煤灰漂珠(FACs)由于比表面积大、质轻、内部孔隙丰富等特点，是优秀的吸附材料，可以作为光催化剂的载体而运用在废水处理等方面，达到以废治废的目的。

太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，它是人类赖以生存的根本。在有效利用自然界的太阳能的启发下，光催化净水被证明是一种高效、绿色和有潜力的新兴技术，可用于将各种有机污染物降解并转化为无害产品(如CO₂、H₂O)[1]。一方面，光催化技术可以利用清洁太阳能，将环境中难降解的污染物进行有效的无害化处理。另一方面，光催化技术能将低密度的太阳能转化成高密度的清洁能源。因此，光催化反应节约能源和过程无害的特点为发展环境友好、经济适用的环保材料提供了新方向。但是，传统的TiO₂光催化剂存在着很多不足之处，其对太阳光的响应范围较窄，太阳能利用率低，并且其量子效率低。

银和非金属元素或者过渡元素组成的银基半导体材料大多是窄带隙半导体，是很有前景的光催化降解污染物和水解产氢的材料。Ag₂O作为p型半导体，被发现是一种具有一个狭窄的1.2ev能量带隙的高效可见光催化剂。但传统的Ag₂O光催化剂易凝聚、易失活、不易回收再利用，因此，低成本、高效、易回收的光催化剂的研制将具有重要意义。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂(以下简称：Ag₂O/FACs复合光催化剂)，与目前的光催化剂相比，Ag₂O/FACs复合光催化剂在近红外光区的光催化性能明显增强。催化剂载体采用空心漂珠，廉价易得，成本低，有效提高了光催化剂使用寿命，稳定性增强。本发明的另一目的是提供一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂的制备方法，以工业固体废弃物粉煤灰漂珠作为金属化合物光催化剂Ag₂O的载体，采用普通的化学合成法制备一系列不同质量比的Ag₂O/FACs复合光催化剂。该制备方法简单易行，所制备的催化剂具有良好的光催化活性与稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂，包括催化剂活性成分和催化剂载体，所述催化剂载体为典型的工业固体废弃物粉煤灰漂珠，所述粉煤灰漂珠为硅铝质玻璃空心漂珠，占粉煤灰总量的0.5％，其粒径为2-200μm，主要由50％-60％SiO₂，30％-40％Al₂O₃，以及少量碳和其他物质组成；催化剂活性成分为氧化银，其中氧化银、粉煤灰漂珠的质量比为1:3、1:1、3:1、5:1或8:1中的任意一种。

优选地，氧化银、粉煤灰漂珠的质量比为3:1。

一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)粉煤灰漂珠的活化