[发明专利]一种负载型磷酸银/硫化银复合光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载型磷酸银/硫化银复合光催化剂的制备方法，属于环境保护中污水处理技术领域。

背景技术

传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。1972年开始发现TiO₂氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，但是TiO₂的禁带宽度较大(例如锐钛矿TiO₂的禁带宽度Eg＝3.2eV)，仅能吸收紫外光区(波长小于387nm)的光，对太阳能的利用效率较低。

我国四川拥有储量丰富的硫磷铝锶矿，它是世界上最大的磷酸铝型矿床之一。该矿石成份复杂，是一种含硫、锶和稀土等的铝磷酸盐，它既不同于世界上已知的磷酸盐矿，又不同于磷酸钙铝型矿床。该矿床储量巨大且矿层直接覆盖在磷块岩矿层之上，自1958年发现以来，未能得到合理利用，而成为“呆矿”。这不仅影响该资源的开发利用，又影响其下伏的磷块盐的开发部署。多年来其开发利用一直是个重要的研究课体，为此，许多研究者先后进行了大量的研究工作。

在污染物降解以及能源生产领域中，半导体光催化是最有前景的方法之一。当能量大于或等于半导体禁带宽度的光子照射在光催化剂表面上时就会产生电子-空穴对的分离，这是光催化反应的最初的基本步骤。为了寻找高效的光催化剂，大量研究工作都集中在研究光催化活性的影响因素上。2010年6月，物质材料研究机构研究人员发现磷酸银具有光催化剂的效果，且光氧化效果是目前已知各种光催化剂的数十倍以上。但由于磷酸银自身不稳定，在光催化中易自蚀，导致催化剂降解性能迅速降低。而提高光催化效果是一项无止境的工作。另外，由于纳米颗粒在处理废水后很难从废水中分离，因此需要将纳米颗粒负载在一些载体上。硫磷铝锶矿是一种较好的材料，既可以作为催化剂制备的原料，又可以作为催化剂载体，但一般负载机理是通过直接在载体表面覆盖，而这种接触是物理接触，很容易脱落导致催化剂流失。在其表面合成的材料是一种复合材料，可以有很好的光催化效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种负载型磷酸银/硫化银复合光催化剂的制备方法，该方法是在载体表面形成催化剂，催化剂和载体紧密结合。

本发明采用的技术方案是采用如下步骤：

1)称取研磨后过40目筛的硫磷铝锶矿80～100g，填充于上下有阀门控制的玻璃管内；

2)分别配制浓度为0.02～0.2mol/L的HNO₃溶液200mL、浓度为0.01～0.1mol/L的NaNO₃溶液400mL和浓度为0.2～0.8mol/L的AgNO₃溶液200mL；

3)将填充有硫磷铝锶矿的玻璃管竖直，打开上下阀门，由底部向管内注入HNO₃溶液，当溶液能浸没多孔羟基磷灰石后，排出HNO₃溶液，保持底部阀门打开，由顶部注入NaNO₃溶液，让NaNO₃溶液从顶部注入后从底部流出，再关闭底部阀门，从上端注入AgNO₃溶液后浸泡20～30min，将AgNO₃溶液从底部放出，玻璃管中的颗粒物经去离子水洗、干燥后即得到一种负载型磷酸银/硫化银复合光催化剂，在该过程中羟基磷灰石中的磷酸钙先和硝酸反应，部分钙离子溶解，利用硝酸钠冲刷，将羟基磷灰石表面的氢离子冲掉，在硫磷铝锶矿表面形成磷酸钠，最后将得到的硫磷铝锶矿浸泡于硝酸银溶液中，形成一种负载型磷酸银/硫化银复合光催化剂。

本发明的有益效果是：(1)磷酸银能够结合在硫磷铝锶矿的表面，这种结合不是常见的研磨混合，也不是简单的表面沉积，而是载体本体内的磷酸根和银离子结合，在表面形成磷酸银晶体。这种结合牢固，使磷酸银不易脱落。

(2)磷酸银和硫化银复合，协同作用，可以使硫化银在可见光的作用下也能够发挥催化作用，磷酸银也因其他元素(如锶等)的掺杂，而能获得很好的催化效果。

具体实施方式

实施例1