[发明专利]一种可见光催化剂钼改性磷酸银及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种可见光催化剂钼改性磷酸银，本发明还涉及可见光催化剂钼改性磷酸银的制备方法。

背景技术

随着工业的发展和资源的过度开发利用，人类生存的环境已遭到严重破坏，人类社会的发展已经受到能源短缺、生态环境恶化等多方面的威胁，因此如何高效利用自然界中的能源物质(特别是可再生能源)以及对环境污染进行控制和处理就成为了全世界科学家共同研究的课题。太阳光是一种清洁长久的能量来源，所以利用太阳光来处理染料废水中的有机污染物具有重大的应用前景。半导体光催化技术以其能源利用率高、环境友好等优点，已成为污染物处理技术研究中的一大热点，并且已经开发出许多半导体光催化材料。

对于常见的TiO₂半导体光催化剂，由于禁带宽度大(如锐钛矿禁带宽度为3.2eV)，需要高能量的紫外光，不利于实际应用，磷酸银的内在结构(具有2.43eV的禁带宽度)决定其具有很好的可见光催化活性。中国专利CN101648139公开了一种可见光催化剂磷酸银的制备方法，首次将Ag₃PO₄应用于光催化领域，该发明用银氨溶液代替硝酸银溶液作为银源，减慢银离子和磷酸根离子的反应，得到的催化剂具有一定的光催化效果。中国专利CN101940937公开了一种高效可见光催化剂磷酸银及其制备方法，该发明将沉淀转换法应用于磷酸银的制备，制得了简单立方晶系的磷酸银，反应的原理为：

3AgNO₃+Na₂HPO₄＝Ag₃PO₄↓+HNO₃+2NaNO₃

该方法得到了粒径为400-520nm的Ag₃PO₄粉体，提高了其光催化性能。但是磷酸银光催化剂的缺点在于光腐蚀导致催化剂稳定性较差，限制了其应用。因此制备新的可见光催化剂，以提高其光催化活性和稳定性具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定性好、催化活性高的可见光催化剂钼改性磷酸银。

本发明的另一个目的在于提供一种操作简单的可见光催化剂钼改性磷酸银的制备方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种可见光催化剂钼改性磷酸银，其特征在于：所述可见光催化剂钼改性磷酸银为黄色的立方晶系粉末，粒径为300-500纳米，分子式为Ag₃Mo_aP_bO₄，是向含有七钼酸铵[(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O]的硝酸银溶液中加入磷酸氢二钠(Na₂HPO₄)反应制成的，其中：a+b＝1，a∶b＝1∶9-19。

优选的，a∶b＝1∶13。

一种可见光催化剂钼改性磷酸银的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)分别称取一定量的硝酸银、七钼酸铵、磷酸氢二钠，用去离子水溶解，配成浓度为0.02-0.03g/ml的硝酸银溶液、0.002-0.003g/ml的七钼酸铵溶液、0.016-0.022g/ml的磷酸氢二钠溶液；

(2)将七钼酸铵溶液迅速加入硝酸银溶液中，搅拌均匀后立即加入磷酸氢二钠溶液，避光反应，待反应完全后静置沉降，去除上层清液，得到钼改性磷酸银的胶体溶液；

(3)将钼改性磷酸银的胶体溶液水洗、干燥，得到粒径为300-500纳米的黄色立方晶系粉末，分子式为Ag₃Mo_aP_bO₄，其中：a+b＝1，a∶b＝1∶9-19。

优选的，a∶b＝1∶13。

反应中，只要控制硝酸银、七钼酸铵、磷酸氢二钠钼三种原料的摩尔比，就能得到本发明的可见光催化剂钼改性磷酸银，例如，控制七钼酸铵、磷酸氢二钠两种原料的摩尔比，使钼、磷的摩尔比为1∶13，反应后就能得到Ag₃Mo_0.07P_0.93O₄，其中，硝酸银的反应用量是公知常识，文中不再对其用量进行详细说明。

可见光催化剂钼改性磷酸银在降解有机染料废水中的应用。

本发明的有益效果是：