[发明专利]一种Ag/BiPO4

说明书

一种Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将五水硝酸铋溶于稀硝酸中得A液，将磷酸铵溶于去离子水中得B液；(2)将步骤(1)所得B液逐滴加入A液中得白色悬浊液；(3)将步骤(2)所得白色悬浊液移至反应釜中进行水热反应，自然冷却后将所得固体离心洗涤数次得BiPO₄先驱体；(4)将步骤(3)所得的BiPO₄先驱体置于石英试管中，加入去离子水并连续搅拌使之分散均匀；(5)将步骤(4)所得的悬浊液置于紫外灯下，并向其滴加乙酸银的稀硝酸溶液，在光照条件下连续搅拌后离心，洗涤干燥得到Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂。该光催化剂性能优异、稳定性好，在水处理制氢领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于环境化工光催化产氢技术领域，具体涉及一种Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂的制备方法。

背景技术

现今，人类主要的燃料主要以煤、石油和天气等化石燃料为主要能量来源，而化石燃料的使用对于大气的污染相当严重，国际上对此问题尤为重视。因此，开发一种环境友好并且热效率高的能源物质具有重要意义。虽然，太阳能是一种清洁、丰富且易得的能量，但是其受天气影响比较大不容易控制。氢能是一种便于存储并且绿色的能源物质，而且其燃烧热值高，产物为水，可以循环利用。半导体光催化产氢技术可以将太阳能这种优质能量转化为品质极优的氢能加以存储。1972年，日本科学家藤岛召等发现TiO₂在紫外光照射下可以产生氢气，从而发现了光催化技术。BiPO₄是一种铋基光催化材料，具有无毒、稳定性好且耐酸碱的特点，其在光催化氧化领域被广泛研究，并且其在能带结构上有一定优势。然而，其价带位置比H⁺/H₂的氧化还原电位更正，因而不能产生氢气。另外BiPO₄导电性能较差，这使得光生电子和空穴的迁移率降低，不利于光催化过程的进行，因此，通过光还原过程在其表面负载少量金属银单质。一方面，银单质可以作为两种半导体之间的桥梁从而改善其导电性能，另一方面，单质银表面具有等离激元效应，这两方面均对光催化降解过程具有促进作用。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂的制备方法，该Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂具有光催化活性高、且稳定性好的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在搅拌条件下，将五水硝酸铋溶于稀硝酸中得A液，并将磷酸铵溶于去离子水中得B液；

步骤2：将步骤1所得B液加入到A液中得白色悬浊液；

步骤3：将步骤2所得白色悬浊液转移至不锈钢反应釜中进行水热反应，自然冷却后将所得固体离心洗涤数次并干燥，即得BiPO₄先驱体；

步骤4：将步骤3所得的BiPO₄先驱体置于石英试管中，此后加入去离子水并连续搅拌使之分散均匀；

步骤5：将步骤4所得的悬浊液置于紫外灯下，并向其中滴加入乙酸银的稀硝酸溶液，在光照条件下连续搅拌后离心，洗涤干燥得到Ag/BiPO₄纳米复合光催化剂。

进一步地，所述步骤1中五水硝酸铋与磷酸铵的摩尔比为1:1，稀硝酸的pH值为1-3，并且搅拌时长为2h。

进一步地，所述步骤2是在搅拌条件下B液逐滴加入到A液。

进一步地，步骤3所述的水热，其物理条件为：水热温度为160-200℃，水热时间为16-20h，水热反应釜的填充率为80％，干燥温度为70-90℃，干燥时间为12h。