[发明专利]一种复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合光催化剂及其制备方法，属于光催化材料技术领域。本发明通过在BiOBr光催化剂的表面负载Ag‑Ag₂S复合物，其中Ag‑Ag₂S复合物中的Ag₂S表面沉积的较小的Ag纳米颗粒能够有效的俘获电子，较大Ag纳米颗粒能够吸收可见光产生等离子体共振(SPR)效应以激发热电子，并使其注入到Ag₂S的导带中，这种结构弥补了传统光催化剂的不足(通过分别牺牲两种不同半导体中的电子和空穴来抑制光生电荷的复合)，提高了复合光催化剂的催化效率。实施例的结果表明，本发明提供的Ag‑Ag₂S/BiOBr复合光催化剂在光照30min后的降解率达到了94.6％。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，光催化技术因其能够在太阳能的驱动下降解有机物、分解水制氢、还原二氧化碳制备烷基烃和还原重金属离子等特性而被广泛应用。催化原理具体为：半导体光催化剂在太阳能的驱动下，价带中的电子会跃迁至导带中，在导带中形成光生电子，价带中形成光生空穴。光生电子和空穴会迁移至催化剂表面，与附着在催化剂表面的有机物发生氧化还原反应，从而达到降解有机物的目的。目前，Bi系光催化剂因其具有较好的可见光催化性能而被广泛研究。然而，大量的光生电荷复合使得Bi系光催化剂的催化效率偏低。为了抑制光生电荷的复合，提高光催化效率。人们已经采用构建Z型异质结等方法对Bi系光催化剂进行了改性。

构建Z型异质方法是将两种电位匹配的半导体进行复合，使得一种半导体导带中的光生电子和另外一种半导体价带中的空穴复合，从而提升了光生电荷的分离效率。而这种结构虽然能够有效抑制光生电荷的分离，但是，由于通过分别牺牲两种不同半导体中的电子和空穴来抑制光生电荷的复合，会导致参与光催化反应的光生电荷数量显著降低，从而导致光催化效率也随之降低。因此，亟须提供一种光催化效率高的复合光催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合光催化剂及其制备方法，本发明提供的复合光催化剂具有较高的光催化效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种复合光催化剂，包括BiOBr光催化剂和负载于所述BiOBr光催化剂表面的Ag-Ag₂S复合物；所述Ag-Ag₂S复合物包括Ag₂S和沉积在所述Ag₂S表面的Ag；所述BiOBr光催化剂和Ag-Ag₂S的质量比为1：(0.05～0.24)。

优选地，所述Ag-Ag₂S复合物中的Ag₂S与Ag的质量比为(0.14～10)：1。

优选地，所述Ag-Ag₂S复合物中的Ag₂S为立方体状纳米颗粒，Ag为球状纳米颗粒。

本发明还提供了上述技术方案所述的复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将可溶性银盐溶液和可溶性硫化物溶液混合进行复分解反应，得到Ag₂S悬浊液；

(2)将所述步骤(1)得到的Ag₂S悬浊液进行超声处理，得到Ag-Ag₂S复合物；

(3)将所述步骤(2)得到的Ag-Ag₂S复合物与BiOBr光催化剂混合进行水热反应，得到复合光催化剂。

优选地，所述步骤(1)中可溶性银盐溶液中的可溶性银盐包括硝酸银、氟化银或氯酸银。

优选地，所述步骤(1)中可溶性银盐溶液中的Ag⁺的浓度为0.01～0.04mol/L。