[发明专利]一种铬酸银/铁酸锌纤维状复合光催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开的一种铬酸银/铁酸锌纤维状复合光催化剂的制备方法及应用，铬酸银/铁酸锌纤维状复合光催化剂是以静电纺丝和高温煅烧法制备的铁酸锌纤维为载体，利用共沉淀法将铬酸银颗粒负载铁酸锌纤维表面，通过铬酸银颗粒为铁酸锌纤维提供了更大的比表面积及更多的活性位点；通过构建铬酸银/铁酸锌异质结结构，减少了光生电子‑空穴的复合几率，提高了对亚甲基蓝的降解和对沙门氏菌灭杀效率,促进了铬酸银/铁酸锌复合纤维光催化活性。同时，借助纤维不易团聚的优势提高光催化剂的重复使用性。本发明制备方法简单，原料低廉，在处理有机污染物和有害微生物等方面展现出较好的实用前景。

技术领域

本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种铬酸银/铁酸锌纤维状复合光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

光催化技术通过利用太阳光照激发半导体的光致电子与溶解氧生成活性氧化基团，达到对污染物分解和去除的作用。因为其具有环境友好、成本低廉、可重复利用等优点，所以近年以来备受关注，被广泛应用到处理印染废水、处理废气和杀菌消毒方面。

光催化传统代表性的是TiO₂,由于其具有环境友好，化学性质稳定，耐腐蚀性强等优点吸引了学者的关注，但是TiO₂存在致命的短板是由于其宽禁带(约3.2eV)，只能利用太阳光中含3～5％的紫外光，限制了其实际应用。为了提高对太阳光的利用率，研究者们将目光转移到了可见光响应的半导体材料。其中，Zn₂FeO₄因其窄禁带(约1.9eV)，可以被可见光激发，具有较高的光催化活性吸引了越来越多的关注，然而其虽因窄禁带提高了可见光响应，窄禁带却也造成光生电子-空穴易复合，所以需要通过沉积贵金属、非金属掺杂和半导体复合等方式来阻碍光生电子-空穴复合，从而提高其光催化活性，但由于因其以粉体形式制备，存在着晶粒尺寸大，比表面积小的问题，严重影响了光催化效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种铬酸银/铁酸锌纤维状复合光催化剂的制备方法及应用。

本发明所采用的技术方案为：

一种铬酸银/铁酸锌纤维状复合光催化剂，其是以静电纺丝和高温煅烧法制备的Zn₂FeO₄纤维为载体，再利用共沉淀法将Ag₂CrO₄颗粒负载铁酸锌纤维表面。

(1)静电纺丝法和高温煅烧法制备Zn₂FeO₄纤维：将乙酸锌(Zn(AC)₂)、九水合硝酸铁(Fe(NO₃)₃·9H₂O)和聚乙烯吡咯烷铜(PVP)加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，常温搅拌8～12h，得到的前驱体溶液通过静电纺丝形成纤维膜，再经过煅烧处理成Zn₂FeO₄纤维；

(2)共沉淀法制备Ag₂CrO₄/Zn₂FeO₄纤维状复合光催化剂：将步骤(1)中制备得到的Zn₂FeO₄纤维分散于溶于水的硝酸银(AgNO₃)溶液，充分搅拌至混匀后，逐滴滴加含铬酸钾(K₂CrO₄)的水溶液，持续搅拌30～60min，经抽滤和烘干得到Ag₂CrO₄/Zn₂FeO₄纤维状复合光催化剂。

所述步骤(1)中前驱体溶液，Fe(NO₃)₃·9H₂O与Zn(AC)₂的物质的量之比为1:1.8～2，纺丝前驱体溶液的质量分数为11～19％。

所述步骤(1)中静电纺丝参数为：纺丝距离为9～13cm，工作电压为8～15kv。