[发明专利]一种Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂及其制备方法

摘要

本发明属于光催化领域，涉及一种Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂及其制备方法。本发明是将Ag3PO4纳米颗粒均匀负载在规整有序的TiO2纳米管阵列管壁上形成的Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂，其特点在于，规整有序的TiO2纳米管阵列采用阳极氧化法制备，管径大小约为80‑100nm；Ag3PO4纳米颗粒是通过浸渍法负载在TiO2纳米管阵列管壁上，粒径约为8‑12nm，过程简单易行。本发明的Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂拓宽了TiO2纳米管阵列的光谱吸收范围，促进了光生电子‑空穴对的有效分离和传输，表现出良好的可见光响应性能和光催化降解活性；同时该复合光催化剂的制备方法简单易行，容易实现Ag3PO4纳米颗粒在TiO2纳米管阵列表面负载量的调控，有利于该复合光催化剂的结构调制和潜在应用。

主权项

一种高效的可见光响应型Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂，其特征在于：Ag3PO4纳米颗粒均匀分布在规整有序的TiO2纳米管阵列内外管壁上，其中，TiO2纳米管阵列管径大小为80‑100nm，Ag3PO4纳米颗粒粒径为8‑12nm；所述的Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：(1)通过阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，方法为：称取一定量的氟化铵(NH4F)，溶于体积比为1∶1的丙三醇和去离子水混合溶剂中，配制成浓度为1g/mL 的电解液；将预清洗的钛片和Pt丝电极组成两电极体系，置于配制好的电解液中进行电化学阳极氧化，利用直流稳压电源将电压从零以0.1V/s的升压速率升到20V后，于该电压下阳极氧化反应2小时后停止；产物经去离子水清洗和干燥后，于马弗炉中500℃高温煅烧3小时，获得锐钛矿晶相结构的二氧化钛纳米管阵列；(2)将一定量的硝酸银(AgNO3)和油胺按摩尔比1∶2的比例，溶解于甲苯，配制成0.3M硝酸银溶液，记为A溶液；(3)称量一定量的磷酸，溶解于乙醇，配制成1M磷酸溶液，记为B溶液；(4)将步骤(1)制得的TiO2纳米管阵列放入A溶液中浸渍20分钟，后放入B溶液中浸渍5分钟，然后用乙醇清洗；(5)将步骤(4)所述的过程循环若干次后，在TiO2纳米管阵列表面获得不同的Ag3PO4纳米颗粒负载量，之后将产物置于0.02M氨水/乙醇溶液中超声5分钟，以除去未反应完全的油胺；(6)将步骤(5)所得的产物在真空60℃下干燥2小时，制备获得具有不同Ag3PO4负载量的Ag3PO4/TiO2纳米管阵列复合光催化剂。