[发明专利]一种埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201910106463.9 申请日: 2019-02-02
公开(公告)号: CN109603825A 公开(公告)日: 2019-04-12
发明(设计)人: 王荣民;张展程;何玉凤;王雪雪;王泽军 申请(专利权)人: 西北师范大学
主分类号: B01J23/66 分类号: B01J23/66;B01J35/02;C02F1/30;C02F101/30
代理公司: 兰州智和专利代理事务所(普通合伙) 62201 代理人: 张英荷
地址: 730070 甘肃*** 国省代码: 甘肃;62
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摘要:
搜索关键词: 埃洛石纳米管 等离子体共振 光催化剂 制备 光催化活性 光催化降解 模拟太阳光照射 表面原位合成 表面官能团 催化剂毒性 光吸收能力 表面纳米 可见光区 模拟阳光 染料废水 有机废水 诱导效应 亲水性 水热 煅烧 照射 尺度 应用
【说明书】:

本发明公开了一种埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂Ag‑CeO2的制备方法,是利用埃洛石纳米管表面官能团的亲水性特点与尺寸诱导效应,在埃洛石纳米管表面纳米尺度范围内,采用水热‑煅烧法在埃洛石纳米管表面原位合成等离子体共振光催化剂Ag‑CeO2,该光催化剂基于等离子体共振原理,在可见光区光吸收能力优异,在模拟太阳光照射下具有很高的光催化活性。光催化降解有机废水实验结果表明,本发明所制备的埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂Ag‑CeO2在模拟阳光照射下具有很高的光催化活性,且催化剂毒性较低,在光催化降解染料废水领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂Ag-CeO2的制备方法,属于复合材料技术领域和光催化领域。

背景技术

在人类的生产生活中,水是一种不可或缺的自然资源。然而,随着工业的迅猛发展,水污染问题日益突出,并成为各国需要解决的首要环境问题。例如:纺织废水中的多种有机染料不仅是致癌物质,而且会抑制太阳光在水体中的传播,影响水生物的光合作用。因此工业印染废水的处理成为废水行业持续关注并急需解决的问题。半导体光催化材料因其具有快速、方便、低耗能等特点,发展成为水体染料去除领域的一类明星材料。然而,传统的半导体光催化剂存在价格昂贵、催化剂寿命较短等问题。因此,开发低成本、高催化活性及可循环使用的水处理剂是目前该领域的发展方向。

氧化铈(CeO2)作为一种宽带隙廉价半导体材料,经过复合后可作为一种新型光催化剂应用于光催化领域,如:美国发明专利(US 20180162801 A1)公布了一种氧化铈聚苯胺复合纳米颗粒的制备方法,用于光催化还原芳族硝基化合物;CN107243340公开了一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法。研究表明,将光催化剂与以粘土为典型代表的廉价无机矿物材料结合,制备高效粘土负载光催化剂,从而大幅度降低催化剂成本。埃洛石纳米管(HNTs)由于具有更好的吸附性能和负载能力,因此,其作为负载光催化剂的载体已有广泛的应用,如:CN104275203A公开了一种利用埃洛石纳米管负载氮掺杂ZnO光催化的方法;CN107694590A公开了一种g-C3N4-TiO2/HNTs复合光催化剂的制备方法;CN105170170A公开了一种g-C3N4-ZnO/HNTs复合光催化剂的制备方法。然而,这些复合或负载光催化剂存在可见光范围内光催化性能较弱,对染料的降解效果相对较差。因此寻找新型的异质结构,使光催化剂在可见光范围拥有更好的吸收效果,进而增强光催化剂的光催化效果是现今需要解决的一大重要问题。

发明内容

本发明目的是提供一种埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂Ag-CeO2的制备方法,并用于在可见光下染料废水的高效光降解。

一、埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂Ag-CeO2的制备

先将埃洛石纳米管超声分散于溶剂中,再向其中加入铈盐与银盐,搅拌使其充分分散,随后加入碱溶液使混合使分散液pH=7~13;然后将混合分散液置于水热合成反应釜中,密封后在20~200℃下保温反应 0.5~5 h;离心,固体产物用蒸馏水充分洗涤以脱除未反应的原料;干燥的产物经研碎后置于马弗炉中,缓慢升温至100~1000℃(升温速度10℃/min),煅烧1~10 h,得到黄色粉末状固体颗粒,即为埃洛石纳米管负载等离子体共振光催化剂Ag-CeO2

所述溶剂为二次蒸馏水、无水乙醇或石油醚。

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