可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂及其制备方法和应用。该复合光催化剂由AgCl、Ag和Ag2CO3三元复合而成，其中AgCl质量分数为30-60%、Ag质量分数为5-15%和Ag2CO3质量分数为25-65%。制备步骤如下：取一定体积的温泉水室温下搅拌，然后向上述溶液中缓慢加入一定体积的AgNO3溶液，滴加完毕后继续搅拌1~2小时，最后将所得的产物经去离子水离心洗涤，再经干燥后得到所述的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂。本发明专利技术使用的方法操作过程简单，周期短，使用的原料温泉水洁净、廉价、分布广泛，成本低，所合成的AgCl-Ag-Ag2CO3分散性好。用此AgCl-Ag-Ag2CO3复合物作为光催化降解污染物的光催化剂，结果表明其具有优异的可见光光降解活性，能够在15分钟内完全降解亚甲基蓝，在废水处理等环保领域具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
可见光响应的AgC1-Ag-Ag2CO3复合光催化剂、制备方法及应用
本专利技术属于功能材料
,本专利技术涉及一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂及其制备方法和光催化应用。
技术介绍
随着人类社会的快速发展和经济的迅速增长，导致了以石油和煤炭为代表的能源消费的成倍增长。我国能源结构面临着经济发展和环境保护的双层压力，生活和生产过程中带来的环境污染问题同样制约着我国国民经济和新能源的发展。尤其是工业生产过程中排放的有机物含量高，毒性大，难降解，容易引起动物及人类致癌、致畸等，控制有机污染物成为我国亟待解决的问题之一。开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的有毒难降解污染物清除技术一直是环保技术追求的目标。研究表明，通过光催化降解污染物，充分利用廉价并且“绿色”的太阳光，是解决全球性环境恶化和能源危机的一个重要途径。催化材料是光催化技术发展最为核心的部分，也是决定其性能的主要因素，传统的半导体光催化材料通常存在量子效率低、仅吸收紫外光的缺点，太阳光中紫外光部分仅占4%左右，大部分仍为可见光。因此，寻找高效、稳定和经济的可见光响应的光催化材料是光催化技术实用化的关键。在众多的光催化材料中，具有可见光响应的Ag基化合物近年来受到人们的关注并展现出了较好的光催化活性及良好的应用前景。例如，Ag/AgCl等离子光催化剂(C.An, S.Peng, Y.Sun, Adv.Mater.2010，22，2570-2574)，Ag3PO4 (Y.Bi, S.0uyang, N.Umezawa, J.Cao, J.Ye, J.Am.Chem.Soc.2011, 133, 6490-6492), Ag2CO3 (H.Dong, G.Chen, J.Sun, C.Li, Y.Yu, D.Chen, App1.Catal.B:Environ, 2013，134-135，46-54.)，AgSbO3(J.Singh, S.Uma, J.Phys.Chem.C2009, 113，12483-12488)等等，他们在可见光的照射下能够有效地降解有机污染物，但是单一的Ag基化合物存在光稳定性差的缺陷，在光照条件下容易发生分解生成单质银，并且光催化活性会随之降低。另外，我国温泉水资源丰富，分布广泛，温泉水是一种廉价、洁净的水资源，已广泛应用于生活和工业发电、供热、理疗等。温泉水中含有较多的Cl' HCO3' SO42-和Na+、Mg2+等。利用温泉水中的阴离子在室温下采用一步直接沉淀法制备出可见光响应的AgCl-Ag-AgCO3三元复合物，将其应用于可见光光催化降解有机污染物，可大大减少成本，具有更好的实际应用价值，并且该三元复合物展现出了良好的光稳定性及可循环性，克服了单一 Ag基化合物光稳定性差的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂及其制备方法和光催化应用。该方法条件温和，原料易得，操作简便，周期短，成本低，可在室温下合成出可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂，并具有优异的光催化性能。实现本专利技术的技术解决方案为:—种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂,所述的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂由AgCl、Ag和Ag2CO3三元复合而成，其中AgCl质量分数为30-60%、Ag质量分数为5-15%和Ag2CO3质量分数为25-65%。一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂的制备方法包括以下步骤:取一定体积的温泉水室温下搅拌，然后向上述溶液中缓慢加入一定体积的AgNO3溶液，滴加完毕后继续搅拌I?2小时，最后将所得的产物经去离子水离心洗涤，再经干燥后得到所述的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂。其中，所述的温泉水来自于长白山温泉、云南热海温泉等众多含有CiIPHCO3IA温泉水。所述的AgNO3溶液浓度为0.01-0.1摩尔/升，AgNO3溶液与温泉水的体积比为1:1-1:10。AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂的光催化应用包括以下内容:将0.01克AgCl-Ag-Ag2CO3粉末分散在20毫升的10毫克/升亚甲基蓝溶液中，先搅拌半小时使亚甲基蓝和光催化剂粉末达到吸附-脱附平衡，然后在可见光照射下光催化降解亚甲基蓝，所用光源为300W氙灯，并配有400nm滤光片。本专利技术的显著优点为:本专利技术利用洁净、廉价、分布广泛的温泉水作为原料，室温下采用向其中加入Ag源(AgNO3)直接沉淀的方法制备得到AgCl-Ag-Ag2CO3三元复合物。该方法操作简便，成本低，周期短，所合成的AgCl-Ag-Ag2CO3具有优异的可见光降解活性及良好的可循环性，稳定性。可见光光照过程中，Ag由于等离子共振激发产生的电子转移到AgCl的导带上；同时Ag2CO3在可见光照射下也能被激发,价带上的电子跃迁到导带上,而Ag2CO3导带上的电子与等离子共振Ag粒子中的空穴发生复合，使得Ag等离子激发的电子与Ag2CO3价带上的空穴发生有效的分离并各自用于光催化的氧化还原反应，促进了光催化反应的进行，因而AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂展现出了更好的光催化活性。另外，由于该过程中电子、空穴的有效转移与分离，克服了单一催化剂光照过程中产生的电子给自身带来的分解导致光稳定性差的问题，所以AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂又表现出了良好的循环性和光稳定性。【附图说明】图1为实施例1所制得AgCl-Ag-Ag2CO3的X-射线衍射图。图2为实施例1所制得AgCl-Ag-Ag2CO3的扫描电子显微镜图。图3为实施例1所制得AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂可见光降解亚甲基蓝的活性。图4为对比例I所制得Ag/AgCl光催化剂可见光降解亚甲基蓝的活性。【具体实施方式】一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂的制备方法包括以下步骤:取一定体积的温泉水室温下搅拌，然后向上述溶液中缓慢加入一定体积的AgNO3溶液，滴加完毕后继续搅拌I?2小时，最后将所得的产物经去离子水离心洗涤，再经干燥后得到所述的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂。其中，温泉水来自于长白山温泉、云南热海温泉等众多含有Cr和HC03_的温泉水，该类温泉水在中国分布较广，并且资源丰富；AgN03溶液浓度为0.01-0.1摩尔/升，AgNO3溶液与温泉水的体积比为1:1-1:10。由于温泉水中含有一定浓度的Cr和hco3_离子，当向其中缓慢加入Ag+时，Ag+可与Cr和hco3_离子反应逐渐形成AgCl和Ag2CO3,该反应在室温下正常实验室条件下进行，由于自然光的存在，少部分AgCl分解得到了单质Ag，而适量的单质Ag由于等离子共振效应在可见光区具有明显的吸收，并且该等离子共振吸收在可见光光催化污染物中起主要作用，因此利用该简易的方法可以一步得到可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂。实施例1:步骤1，取20毫升长白山温泉水室温下搅拌；步骤2,用恒压漏斗向上述溶液中逐滴加入20毫升0.01摩尔/升AgNO3溶液；步骤3，滴加完毕后继续搅拌I小时，使其结晶完全；步骤4，将所得产物经去离子水离心洗涤，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光响应的AgCl?Ag?Ag2CO3复合光催化剂，其特征在于所述的AgCl?Ag?Ag2CO3复合光催化剂由AgCl、Ag和Ag2CO3三元复合而成，其中AgCl质量分数为30?60%、Ag质量分数为5?15%和Ag2CO3质量分数为25?65%。

【技术特征摘要】
1.一种可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂，其特征在于所述的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂由AgCl、Ag和Ag2CO3三元复合而成，其中AgCl质量分数为30-60%、Ag质量分数为5-15%和Ag2CO3质量分数为25_65%。2.如权利要求1所述的可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂，其特征在于所述催化剂通过以下步骤制备:取温泉水于三口烧瓶中搅拌，然后向上述溶液中缓慢加入AgNO3溶液，滴加完毕后继续搅拌I?2小时，最后将所得的产物经去离子水离心洗涤，再经干燥后得到所述的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂。3.如权利要求2所述的可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂，其特征在于所述的温泉水为含有cr和hco3_离子的温泉水。4.如权利要求3所述的可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂，其特征在于所述的温泉水为长白山温泉水或云南热海温泉水。5.如权利要求2所述的可见光响应的AgCl-Ag-Ag2CO3复合光催化剂，其特征在于所述的AgNO3溶液浓度为0.01-0.1摩尔/升，AgNO3溶液与温泉水的体积比为1:1-1:10。6.—种可见光响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚霞喜，刘孝恒，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：