[发明专利]氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201910924621.1 申请日: 2019-09-27
公开(公告)号: CN110639563B 公开(公告)日: 2020-08-21
发明(设计)人: 郭佳茵;梁婕;袁兴中;曾光明;蒋龙波;于瀚博 申请(专利权)人: 湖南大学
主分类号: B01J27/128 分类号: B01J27/128;C02F1/30;C02F101/38
代理公司: 湖南兆弘专利事务所(普通合伙) 43008 代理人: 何文红
地址: 410082 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 氧化 铁酸银 三元 复合 光催化剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂及其制备方法和应用,该光催化剂是以氯氧化铋为载体,其上包裹有铁酸银,铁酸银上负载有银单质。制备方法包括以下步骤:配制含氯氧化铋、Ag+、Fe3+的混合溶液;利用原位沉淀反应制备氯氧化铋/铁酸银复合物;利用还原反应制备氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂。本发明光催化剂具有可见光吸收性能优异、光生电子‑空穴分离效率高、光催化活性高、氧化还原能力强、稳定性好、耐腐蚀性能好等优点,能够高效降解抗生素废水,且其制备方法具有合成方法简便、原料成本低、耗能少、耗时短、条件易控等优点,适于连续大规模批量生产,便于工业化利用。

技术领域

本发明属于光催化技术领域,涉及一种氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

半导体光催化剂在有毒有害有机污染物(如抗生素)降解中的应用对解决环境污染具有重要意义。然而,宽带隙和低量子效率仍然是光催化剂的“瓶颈”。因此,积极开发高效可再生的具有可见光响应的光催化剂,充分发挥太阳能的作用,具有重要的意义。

铁酸银(AgFeO2)是一种窄带隙半导体(1.15~1.7eV),它能利用的太阳能光谱范围比较广且易被光激发生成载流子参与污染物的降解过程,但是其存在电子空穴易复合、氧化还原能力弱、量子效率低等缺点,这极大的限制了铁酸银在光催化领域中的应用。因此,如何获得一种光生电子-空穴分离效率高、光催化活性高、氧化还原能力强、稳定性好、耐腐蚀的氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂,对于有效降解有机污染物具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种可见光吸收性能优异、光生电子-空穴分离效率高、光催化活性高、氧化还原能力强、稳定性好、耐腐蚀性能好的氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂,所述氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂是以氯氧化铋为载体,所述氯氧化铋上包裹有铁酸银,所述铁酸银上负载有银单质。

上述的氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂,进一步改进的,所述氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂中氯氧化铋的质量百分含量为10%~25%;所述氯氧化铋为片状结构;所述铁酸银为颗粒状结构。

作为一个总的技术构思,本发明还提供了一种上述的氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂的制备方法,包括以下步骤:

S1、将氯氧化铋与水混合,超声分散,加入Ag+和Fe3+,搅拌,得到含氯氧化铋、Ag+、Fe3+的混合溶液;

S2、将碱溶液滴加到步骤S1中得到的含氯氧化铋、Ag+、Fe3+的混合溶液中进行原位沉淀反应,得到氯氧化铋/铁酸银复合物;

S3、将步骤S2中得到的氯氧化铋/铁酸银复合物与乙醇混合进行还原反应,得到氯氧化铋/银/铁酸银三元复合Z型光催化剂。

上述的制备方法,进一步改进的,所述步骤S1中,所述氯氧化铋由以下方法制备得到,包括以下步骤:

(1)将硝酸铋加至乙二醇中,搅拌至溶解,得到硝酸铋乙二醇溶液;

(2)将步骤(1)中得到的硝酸铋乙二醇溶液加入到氯化铵/氢氧化钠的水溶液中,搅拌,得到浆液;

(3)将步骤(2)中得到的浆液进行溶剂热反应,得到氯氧化铋。

上述的制备方法,进一步改进的,所述步骤(1)中,所述硝酸铋乙二醇溶液的浓度为0.25mmol/mL;

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