[发明专利]一种AgFeO2

说明书

本发明公开了一种AgFeO₂/TiO₂异质结光催化剂的制备方法及其应用，属于光催化材料及水体污染物净化技术领域。本发明的技术方案要点为：以制备的TiO₂纳米片为基体，具有加大的比表面积，为AgFeO₂纳米颗粒提供了充足的生长位点，有效抑制了AgFeO₂纳米颗粒的团聚，增大了TiO₂和AgFeO₂的接触面积，促进了广生电荷的有效分离，提高了AgFeO₂/TiO₂异质结光催化剂的光催化活性，能够用于光催化降解去除水体中污染物。

技术领域

本发明属于光催化材料及水体污染物净化技术领域，具体涉及一种AgFeO₂/TiO₂异质结光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

工业废水、医药废水和畜禽废水等有机废水的大量排放对有限的水资源造成污染，严重影响了水资源的利用，传统的污水处理技术难以将有机污染物有效去除。而光催化技术作为一种高效、环保、无污染的去除水中有机污染物的方法，可以将污染物彻底去除。在众多半导体光催化材料中，TiO₂由于其良好的光催化活性，被广泛应用于废水处理。但其禁带宽度较大（约3.2eV），只能吸收波长小于387nm的紫外光，且光生电子空穴对复合严重，因此，大大限制了它的实际应用。将其与窄带隙半导体复合被认为是一种高效的提高TiO₂光催化活性的方法。

Ag系半导体光催化材料带隙能较小，可以很好的吸收利用可见光，这是因为Ag⁺具有4d₁₀电子轨道，可以通过轨道重建，使不同的Ag系半导体价带位置升高或者导带位置降低，从而改变半导体的带隙能。而且，Ag单质具有表面等离子体共振效应，可以吸收可见光。同时，由于其光生空穴和电子的有效质量较小，光生电荷迁移较快。因此，将TiO₂与银系半导体复合可以有效提高材料的光催化活性。

AgFeO₂的禁带宽度为1.7eV，是一种可见光响应的光催化剂。研究发现，AgI/AgFeO2和AgCl/Ag/AgFeO2异质结光催化剂在60分钟内对罗丹明B的降解率分别为98.3%和97.5%，表明材料具有较高的光催化活性。AgFeO2/g-C3N4 异质结的光催化活性也较高，在可见光条件下对刚果红的降解率高达94.0%。但是，纯AgFeO₂光照下易腐蚀，光生载流子复合迅速。这些缺点降低了其光催化活性，限制了其广泛应用。

发明内容

为了解决上述背景技术的不足，本发明提供了一种合成简单、操作方便且光催化活性优异的AgFeO₂/TiO₂异质结光催化剂的制备方法及其应用，该AgFeO₂/TiO₂异质结光催化剂中TiO₂为薄片状，具有加大的比表面积，为AgFeO₂纳米颗粒提供了充足的生长位点，有效抑制了AgFeO₂纳米颗粒的团聚，增大了TiO₂和AgFeO₂的接触面积，促进了广生电荷的有效分离，提高了材料的光催化活性，能够用于光催化降解去除水体中污染物。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：一种AgFeO₂/TiO₂异质结光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1：将HF加入到钛酸四丁酯液体中，搅拌，转移至反应釜中，于180^oC反应36h，分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤，得到的沉淀转移至NaOH溶液中搅拌，随后水洗至中性，烘干，得到TiO₂纳米片；