[发明专利]一种压电催化降解、合成氨催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明一种具有高效的压电催化降解甲基橙以及压电催化合成氨活性的压电催化降解、合成氨催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂的通式为xAg/Bi₅O₇I，其中，x为催化剂中Ag与Bi₅O₇I的摩尔比，1≤x≤7.5。本发明将Bi₅O₇I材料应用于压电催化降解染料甲基橙和固氮，在超声振动的作用下降解甲基橙以及将N₂催化还原为氨。此外，本发明通过光沉积法将贵金属Ag沉积Bi₅O₇I表面，进一步提高了Bi₅O₇I的压电催化合成氨和压电降解染料性能。

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，涉及一种具有高效的压电催化降解甲基橙以及压电催化合成氨活性的压电催化降解、合成氨催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对自然环境的重视程度也越来越高，半导体光催化技术是近年来一种具有高潜力的环境净化技术，它具有高效、安全以及低排放的特点。早在1972年，日本科学家Fujishima和Honda在做金属光合作用的实验中偶然发现，在紫外光的照射下，在由金红石(Rutile)TiO₂制备的阴极有H₂的生产，由此开创了半导体光催化的先河，它将能量密度较低的太阳能转换成了能量密度更高的氢能。随后在1976年，Carey等人发现在液相中，TiO₂能在紫外光的照射下将PCB进行脱氯，并降解为CO₂、H₂O和Cl^-等无害或者低微害的物质。由此，半导体光催化材料的另一个用途展现在世人面前。光催化剂利用太阳能，在合成氨，污染物去除方面有了广泛应用。现有的研究只关于Bi₅O₇I的光催化性能。

半导体光催化技术主要被运用在以下四个方面：(1)光催化分解水产氢；(2)光催化降解污染物；(3)光催化CO₂的还原；(4)光催化有机反应等。

光催化剂的光能-化学能这一转化模式意味着光催化模式在无光条件下无法实施，这限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于为了解决光催化模式在无光条件下无法实施，应用范围受限的缺陷而提供了一种具有高效的压电催化降解甲基橙以及压电催化合成氨活性的压电催化降解、合成氨催化剂，即催化过程通过将机械能转化为化学能从而使染料降解以及将氮气合成氨。

本发明的另一个目的是为了提供该催化剂的制备方法。

本发明的另一个目的是为了提供该催化剂的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种压电催化降解、合成氨催化剂，所述催化剂的通式为xAg/Bi₅O₇I，其中，x为催化剂中Ag与Bi₅O₇I的摩尔比，1≤x≤7.5。

本发明将Bi₅O₇I材料应用于压电催化降解染料和固氮，并利用光沉积法将贵金属Ag沉积Bi₅O₇I表面，进一步提高了Bi₅O₇I的压电催化合成氨和压电降解染料性能。

作为优选，所述的催化剂具有由纳米棒构成的微米球形貌。

一种压电催化降解、合成氨催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：