[发明专利]一种具有高催化效率并可回收的光催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及光催化剂的制备方法，具体为一种具有高催化效率并可回收的光催化剂的制备方法，解决了现有光催化剂难以回收并再利用的问题。一种具有高催化效率并可回收的光催化剂的制备方法包括如下步骤：在碳纳米颗粒悬浮液中加入海藻酸钠激烈搅拌后得到混合液；在混合液的表面均匀喷洒氯化铜或硫酸铜溶液反应后形成带有通孔结构的海藻酸铜凝胶；将海藻酸铜凝胶浸泡在氢氧化钠或氢氧化钾溶液中再喷洒盐酸羟胺溶液或者硼氢化钠溶液；得到嫁接于通孔结构内壁上的氧化亚铜纳米晶修饰碳纳米颗粒表面的复合结构，即光催化剂。本发明制得的光催化剂能重复利用并方便回收；可广泛适用于将太阳能转化成化学能降解或转化环境中的有害物质、制取氢能源等。

主权项

一种具有高催化效率并可回收的光催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）把x克尺寸小于10‑25nm的碳质颗粒或小于10个碳原子厚度的石墨烯在0.5‑5mol/L的硝酸中回流1‑10小时后得到碳纳米颗粒悬浮液v升；在碳纳米颗粒悬浮液中加入y克海藻酸钠激烈搅拌后得到混合液；其中：x：v=1：0.1‑5，v：y=1：4‑50；（2）将a升上述混合液倒入容器中并使液面的高度为4‑20 mm，在混合液的表面均匀喷洒b升0.2‑5 mol/L的氯化铜或硫酸铜溶液；混合液中的海藻酸根离子遇到二价铜离子后会产生凝胶并收缩从而沿二价铜离子渗透路径形成通孔，反应1‑5小时后形成带有通孔结构的海藻酸铜凝胶；其中：a：b=1：1‑12；（3）将带有通孔结构的海藻酸铜凝胶浸泡在0.2‑5 mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中1‑5小时，从而将海藻酸酮凝胶中的二价铜离子析出与氢氧根离子结合形成氢氧化铜沉淀物依附于通孔结构上以便还原；接着在25‑50℃恒温下对带有通孔结构的海藻酸铜凝胶表面喷洒0.05‑2 mol/L的盐酸羟胺溶液或者硼氢化钠溶液，盐酸羟胺溶液或者硼氢化钠溶液将氢氧化铜沉淀物中的二价铜离子还原成一价铜离子后得到氧化亚铜，氧化亚铜会在其周围的碳纳米颗粒表面形核从而形成氧化亚铜纳米晶修饰碳纳米颗粒表面的复合结构并嫁接在通孔结构的内壁上；反应10‑60 min后得到嫁接于通孔结构内壁上的氧化亚铜纳米晶修饰碳纳米颗粒表面的复合结构，即光催化剂。