一种透明介质管内负载磷酸银的光催化器件及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透明介质管内负载磷酸银的光催化器件的制备方法，该方法以透明介质管为基底，在透明介质管内通过溶剂蒸发法制备致密聚苯乙烯层，或涂敷一层未固化的透明环氧树脂，再通过化学沉积法通过磷酸氢二钠和银氨溶液合成磷酸银，在聚苯乙烯层表面或环氧树脂表面沉积均匀分散的磷酸银薄膜，制备工艺简单，制备的石英玻璃磷酸银光催化器件具有可回收性，不易被高浓度染料包裹，能够实现染料降解的光催化面和光激发面的分离，保证持续受可见光激发，具有良好的光催化染料降解能力与稳定性，不需要惰性气体保护，适用于工业生产等优点，在可见光催化高浓度染料方面具有广阔的应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种透明介质管内负载磷酸银的光催化器件及制备方法


[0001]本专利技术涉及材料制备
，特别涉及一种以透明介质管为基底的可用于高浓度染料降解的能够实现可见光响应的磷酸银光催化器件及制备方法。

技术介绍

[0002]印染工业主要采用水媒介的湿法加工方法，生产中需要大量的水，排出大量的有害染料废水，不经处理排入自然水体中会产生较大的有机污染，破坏水环境生态系统。相较于传统的物理吸附等降解手段，光催化降解在绿色治理体系中有着不可或缺的重要位置，光催化技术在环境和能源领域一直有很广泛的应用，而研发在可见光下响应的半导体材料也成为目前备受关注的环境友好型光催化技术。磷酸银作为一种典型的光催化材料,其禁带宽度为 2.36 eV，可以吸收波长小于520nm 的太阳光，且降解有机染料的能力（在可见光中量子产量高达90%）远远高于报道过的其它可见光半导体材料如CdS、ZnO、WO3、BiO
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等。由于磷酸银受光激发产生的h
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的氧化能力较强，常用于光解水产氧以及降解有机染料等污染物。相关研究模拟太阳光下对典型染料罗丹明B的降解，实验结果表明对于5ppm浓度的罗丹明B，在很短的时间内几乎完全降解，同时针对总有机碳（TOC）测量表明磷酸银在光催化过程中实现了高度矿化。此外，磷酸银也被用于降解双酚A（BPA）、各类气象污染物和灭活病原微生物。
[0003]但是有关磷酸银的光催化器件的研究目前仍处在基础阶段，传统的磷酸银制备研究聚焦于粉末态磷酸银的光催化染料降解性能的提高，且研究中所用染料的浓度通常都在5~50ppm，而工业染料废水浓度通常大于100ppm，高浓度的染料降解往往会造成可见光无法穿透高浓度的染料激发磷酸银，以及磷酸银的降解产物也会覆盖在磷酸银表面来阻挡光激发过程。同时磷酸银本身在石英玻璃等透光材质上的附着力也较低，这对工业上染料降解领域的催化材料回收造成很大困难，也容易造成溶液二次污染。因此，制备一种可以在高浓度染料环境下能够持续反应且易于回收的光催化反应器件是可见光催化染料降解领域需要解决的关键问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种低吸收率的透明介质管负载磷酸银的光催化器件及制备方法，使用具有价格低廉、强度较高、透光性能好的聚苯乙烯或环氧树脂作为光催化器件的介质层材料，采用液相沉积法制备了石英玻璃磷酸银光催化器件具有可回收性，不易被高浓度染料包裹，能够实现染料降解的光催化面和光激发面的分离，保证持续受可见光激发，具有良好的光催化染料降解能力与稳定性，不需要惰性气体保护适用于工业生产等优点，在可见光催化高浓度染料方面具有广阔的应用前景。
[0005]实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种透明介质管内镀聚苯乙烯
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磷酸银空芯光催化器件的制备方法，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：选择透明介质管作为结构管，对其内表面进行预处理，具体包括：1.1：使用清洁剂，对透明介质管内表面进行洗涤，洗涤时间为3~10 min；所述清洁剂为洗洁精和去污粉的混合溶液，质量比为1∶0.5~3；1.2：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，依次通入无水乙醇2~10min，去离子水2~10 min；流速为20~100 mL/min；步骤2：通过溶剂干燥法在透明介质管表面制备聚苯乙烯介质层，具体包括：2.1：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，通入聚苯乙烯溶液3~10min；所述聚苯乙烯溶液的质量分数为2~10%，聚苯乙烯的溶剂为氯仿；流速为5~30 mL/min；2.2：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，避光条件下同时吹气干燥，吹入干燥空气的速度为5~180 mL/min，干燥时间为1~10 h；在透明介质管的内表面形成致密聚苯乙烯层；步骤3：通过液相沉积法在聚苯乙烯介质层表面生成磷酸银光催化层，制得所述透明介质管内负载磷酸银的光催化器件即透明介质管内镀聚苯乙烯
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磷酸银空芯光催化器件；其中，所述通过液相沉积法在聚苯乙烯介质层表面生成磷酸银光催化层，具体包括：3.1：将步骤2.2内表面形成聚苯乙烯层的透明介质管管竖直放置，连接蠕动泵，通入磷酸氢二钠溶液和银氨溶液20~120min，温度控制在50~90℃，流速为5~50 mL/min；其中，所述银氨溶液为硝酸银的碱性溶液，浓度为50~200 mmol/L；所述磷酸氢二钠的浓度为50~200 mmol/L；3.2：通入去离子水清洗5~20min，并进行吹气干燥，吹入干燥空气的速度为10~200 mL/min，干燥时间为18~32 h。
[0006]一种上述方法制得的透明介质管内镀聚苯乙烯
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磷酸银空芯光催化器件。
[0007]一种透明介质管内镀环氧树脂
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磷酸银空芯光催化器件的制备方法，该方法包括以下具体步骤：步骤1：选择透明介质管作为结构管，对其内表面进行预处理，具体包括：1.1：使用清洁剂，对透明介质管内表面进行洗涤，洗涤时间为3~10 min；所述清洁剂为洗洁精和去污粉的混合溶液，质量比为1∶0.5~3；1.2：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，依次通入无水乙醇2~10min，去离子水2~10 min；流速为20~100 mL/min；步骤2：通过脱膜干燥法在透明介质管表面制备环氧树脂介质层，具体包括：2.1：将透明介质管竖直放置，在管中部插入一根玻璃棒，确保玻璃棒平行于透明介质管并固定在管圆心处；2.2：选取透明环氧树脂与对应固化剂，将其混合后搅拌均匀，超声1~10min，将混合后的透明环氧树脂胶注入玻璃棒与透明介质管的空隙中，静置1~15min后竖直抽出玻璃棒，在透明介质管表面制得环氧树脂介质层；所述环氧树脂与固化剂的质量比例为1∶1~3，环氧树脂介质层的厚度为1~10mm；步骤3：通过液相沉积法在环氧树脂介质层表面生成磷酸银光催化层，制得透明介质管内负载磷酸银的光催化器件即透明介质管内镀环氧树脂
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磷酸银空芯光催化器件；其中，所述通过液相沉积法在环氧树脂介质层表面生成磷酸银光催化层，具体包括：3.1：将步骤2.2内表面形成环氧树脂介质层的透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，
通入磷酸氢二钠溶液和银氨溶液20~120min，温度控制在50~90℃，流速为5~50 mL/min；其中，所述银氨溶液为硝酸银的碱性溶液，浓度为50~200 mmol/L；所述磷酸氢二钠的浓度为50~200 mmol/L；3.2：通入去离子水清洗5~20min，并进行吹气干燥，吹入干燥空气的速度为10~200 mL/min，干燥时间为18~32 h。
[0008]一种上述方法制得的透明介质管内镀环氧树脂
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磷酸银空芯光催化器件。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术使用透明介质管作为结构管，利用负载介质层的方式进行表面处理，再通过液相沉积法制备了内镀磷酸银薄膜的可见光光催化器件。所制备的光催化器件具有可回收性，不易被高浓度染料包裹，能够实现染料降解的光催化面和光激发面的分离，保证持续受可见光激发，具有良好的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明介质管内负载磷酸银的光催化器件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：选择透明介质管作为结构管，对其内表面进行预处理，具体包括：1.1：使用清洁剂，对透明介质管内表面进行洗涤，洗涤时间为3~10 min；所述清洁剂为洗洁精和去污粉的混合溶液，质量比为1∶0.5~3；1.2：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，依次通入无水乙醇2~10min，去离子水2~10 min；流速为20~100 mL/min；步骤2：通过溶剂干燥法在透明介质管表面制备聚苯乙烯介质层，具体包括：2.1：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，通入聚苯乙烯溶液3~10min；所述聚苯乙烯溶液的质量分数为2~10%，聚苯乙烯的溶剂为氯仿；流速为5~30 mL/min；2.2：将透明介质管竖直放置，连接蠕动泵，避光条件下同时吹气干燥，吹入干燥空气的速度为5~180 mL/min，干燥时间为1~10 h；在透明介质管的内表面形成致密聚苯乙烯层；步骤3：通过液相沉积法在聚苯乙烯介质层表面生成磷酸银光催化层，制得所述透明介质管内负载磷酸银的光催化器件即透明介质管内镀聚苯乙烯
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磷酸银空芯光催化器件；其中，所述通过液相沉积法在聚苯乙烯介质层表面生成磷酸银光催化层，具体包括：3.1：将步骤2.2内表面形成聚苯乙烯层的透明介质管管竖直放置，连接蠕动泵，通入磷酸氢二钠溶液和银氨溶液20~120min，温度控制在50~90℃，流速为5~50 mL/min；其中，所述银氨溶液为硝酸银的碱性溶液，浓度为50~200 mmol/L；所述磷酸氢二钠的浓度为50~200 mmol/L；3.2：通入去离子水清洗5~20min，并进行吹气干燥，吹入干燥空气的速度为10~200 mL/min，干燥时间为18~32 h。2.一种透明介质管内负载磷酸银的光催化器件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：选择透明介质管作为结构管，对其内表面进行预处理，具体包括：1.1：使用清洁剂，对透明介质管内表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬承斌，程浩淼，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：