[发明专利]一种Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201410654507.9 | 申请日： | 2014-11-18 |
| 公开（公告）号： | CN104383952A | 公开（公告）日： | 2015-03-04 |
| 发明（设计）人： | 陈孝云;陈星;陆东芳;常鼎伟;高骁敏;叶红;华月钿 | 申请（专利权）人： | 福建农林大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/70 |
| 代理公司： | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人： | 蔡学俊 |
| 地址： | 350002 福*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 ag sub tio ac 催化剂 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
2009年，我国科学家与德国、日本科学家合作发现了不含金属组分的共轭聚合物石墨相氮化碳(g-C3N4)可见光光催化材料，并利用态密度泛函理论(DFT)和电化学方法，研究了氮化碳的能带结构，发现g-C3N4具有典型的半导体能带结构，sp2杂化的N2p轨道构成g-C3N4的最高占据分子轨道(HOMO)，而C2p杂化轨道则组成其最低未占据分子轨道(LUMO)，带隙约为2.7eV，比表面积为10 m2/g，在λ> 387 nm可见光诱导下，既能催化氧化还原反应。与传统聚合物半导体相比，氮化碳具有优良的耐磨性、化学稳定性和热稳定性，且制备方法简单。这种非金属光催化材料的发现打破了光催化剂必须含有金属成分的传统认识，为人工共轭聚合物作为新型光催化材料开辟了一条新途径。
然而，g-C3N4聚合物作为光催化剂还存在一些问题，如比表面积小、产生光生载流子的激子结合能高、量子效率低和禁带宽度偏大(λ＜460 nm)而不能有效利用太阳光等。针对这些问题，科学家们围绕g-C3N4开展了大量的研究工作；我们课题组提出将贵金属的热催化功能、TiO2和g-C3N4的光催化功能、以及活性炭三者有机结合，制备一种宽光谱响应及热催化功能的高效催化剂。其在降解挥发性有机污染气体时具有良好的效果，且气体湿度对活性影响小。特别是在降解工厂生产线释放的湿、热有机污染气体展现出特有的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂及其制备方法和应用，制得的催化剂具有光催化功能和热催化功能，其在降解挥发性有机污染气体时具有良好的效果，且气体湿度对活性影响小。特别是在降解工厂生产线释放的湿、热有机污染气体展现出特有的优势。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂，其中Ag的质量含量为0.1~0.6%。
一种制备如上所述的Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂的方法包括以下步骤：
1) 将粉状活性炭用0.1mol/L硝酸溶液煮沸清洗，再用蒸馏水洗涤至中性，烘干至恒重；
2)在钛酸四丁酯、乙酸和无水乙醇的混合液中加入步骤1）的活性炭，在磁力搅拌下，缓慢滴加85wt.%乙醇溶液，反应60min后，加入3~5g三聚氰胺，反应120 min后，停止搅拌，室温放置48 h，于75~80℃下真空烘干至恒重，研磨；
3)将研磨后的样品在高纯氮气保护下，以10 ℃/ min 升温至180 ℃, 恒温1 h后，以1~2℃/min的速率升温至480℃，保温2h，再以1℃/min的速率升温至500~550℃，保温2h，自然冷却至室温；
4)取步骤3)的样品2g，加入50mL 0.05~0.08mol/LAgNO3溶液，在磁力搅拌下紫外光照反应1~3h后，用蒸馏水清洗，再用无水乙醇清洗2次，在75~80℃下真空烘干至恒重，制得所述的Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂。
所述的Ag/g-C3N4/TiO2/AC催化剂应用于挥发性有机气体污染的深度净化。
本发明的显著优点在于：制得的催化剂具有光催化功能和热催化功能，其在降解挥发性有机污染气体时具有良好的效果，且气体湿度对活性影响小。特别是在降解工厂生产线释放的湿、热有机污染气体展现出特有的优势。制备工艺简单，有利于工业化推广应用。
附图说明
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