[发明专利]一种可见光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，具体的是一种可见光催化剂的制备方法。

背景技术

太阳能是一种清洁、丰富、永不枯竭的资源，应用前景十分广阔。其中一个重要的用途就是太阳光催化。它包括光解水和光降解两种类型，即利用半导体捕获太阳光使水分解，或使污染物降解。最常见的光催化剂为TiO₂，它具有化学性质稳定、成本低廉、表面积大等优点，然而过宽的带隙使其仅能利用太阳光中极少的一部分紫外光。

Ag₃PO₄由于其室温下2.37eV的带隙宽度和高达90％的量子产率，被认为是一种理想的可见光催化剂材料。目前，Ag₃PO₄晶体的制备已经取得了重大进展，然而单相结构无论循环稳定性还是降解甲基橙的能力均较差。近年来，相当多的研究致力于获得一种基于Ag₃PO₄的复合光催化剂，如Ag₃PO₄/CNT、Ag₃PO₄/AgBr、Ag₃PO₄/SnO₂等。然而，目前还没有关于磷酸银Ag₃PO₄与磷酸钴Co₃(PO₄)₂的复合光催化剂的报道。

发明内容

本发明的目的是要提供一种可见光催化剂的制备方法，以提高传统光催化的活性和稳定性。

本发明的目的是这样实现的，该催化剂的制备方法所使用的材料为磷酸钴基复合半导体光催化剂，由磷酸钴Co₃(PO₄)₂纳米片和磷酸银Ag₃PO₄纳米颗粒组成，磷酸银Ag₃PO₄纳米颗粒均匀负载在磷酸钴Co₃(PO₄)₂纳米片上；所述的磷酸钴Co₃(PO₄)₂纳米片的厚度为100～200nm，磷酸银Ag₃PO₄纳米颗粒的粒径为200～500nm；

制备方法采用化学偏聚法，包括以下步骤：

a)硝酸银、硝酸钴混合水溶液的配制：称量0.051～0.17g硝酸银粉末和0.081～0.29g硝酸钴粉末溶于100g去离子水中，得到两者的混合水溶液，硝酸银和硝酸钴的浓度分别为0.051～0.17％和0.081～0.29％；

b)磷酸氢二氨水溶液的配制：磷酸氢二氨水溶液的配制：称量0.087～0.194g磷酸氢二氨粉末溶于50g去离子水中，得到浓度为0.194～0.388％的磷酸氢二氨水溶液；

c)可见光催化剂的制备：将浓度为0.194～0.388％的磷酸氢二氨水溶液逐滴滴加到硝酸银与硝酸钴混合水溶液中，硝酸银与硝酸钴浓度分别为0.051～0.17％和0.081～0.29％；在0～80℃冰浴或水浴中磁力搅拌2～10h，将沉淀物离心分离后用去离子水、无水乙醇反复清洗多次，经真空干燥，即得到磷酸银/磷酸钴纳米复合可见光光催化剂。

有益效果：由于采用了上述方案，可见光催化剂为磷酸钴Co₃(PO₄)₂纳米片与磷酸银Ag₃PO₄纳米颗粒的复合结构，是通过化学偏聚法制备而成的，即预先配置硝酸银AgNO₃和硝酸钴Co(NO₃)₃的混合溶液，再向其中逐滴加入磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄溶液直至大量沉淀产生；在可见光降解甲基橙的过程中，相比较等量的纯磷酸银Ag₃PO₄，该复合结构不论稳定性还是光氧化活性均得到显箸增强。