[发明专利]一种磷酸银与二氧化钛复合光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于二氧化钛光催化剂的技术领域，具体为一种磷酸银与二氧化钛复合光催化剂的制备方法。

背景技术

世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO₂),氧化锌(ZnO),氧化锡(SnO₂),二氧化锆(ZrO₂)，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。由于二氧化钛的禁带宽度较宽，需要在波长小于 400nm 的紫外光的激发下才能显示光催化活性，可以利用的太阳光能量仅占太阳光能量的 4% 左右，因此，决定了其难以在可见光条件下实现光催化。目前通过掺杂解决这一问题，已有很多方法对二氧化钛进行了改性，使其对可见光也有了一定的催化响应活性，进一步提高催化效率。

磷酸银作为一类高效、可见光响应的新型光催化剂受到了广泛的关注，但是常见的磷酸银在可见光照射下会光致还原或分解成银单质颗粒影响其稳定性，一定程度上限制了其工业化应用。

半导体基复合材料在光电化学和光催化方面的优势是可以调节复合材料的能带结构匹配，扩大其光响应范围并抑制光生载流子的有效复合，而处于纳米尺度的复合材料可显著增大材料的比表面积，增加活性位置，改善光催化反应的动力学条件，有助于光催化活性的提高。因此对纳米半导体材料的可控合成和有效复合，克服单一半导体光催化量子效率偏低、扩展它们的光响应范围、提高光催化剂的活性和稳定性已成为光催化领域的研究热点之一，在开发利用太阳能，处理污水中的有机污染物等方面有着广阔的应用前景。

然而目前存在的方法，制备时间长，得到的复合光催化剂效率不高。

发明内容

本发明提供了一种制备时间短，处理效率高的复合光催化剂，解决了现有技术中光催化效率低下，稳定性差的问题。

本发明的技术方案为：

一种磷酸银与二氧化钛复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取一定量的磷酸二氢钾溶于去离子水中，配成浓度为0.005-0.01mol/L 的溶液，并调节溶液的pH=7，得到A溶液，备用；

（2）将一定量的硝酸银溶解在去离子水中，磁力搅拌5-10分钟，配成浓度为 0.005-0.01mol/L 的B溶液，备用；

（3）将一定量的钛酸丁酯、丙醇和水混合，磁力搅拌5-10分钟，然后加入醋酸，进行降温至0-5℃，继续搅拌5-15分钟；然后加入B液，混合搅拌30-60分钟，同时升温至40℃，保温10-20分钟，再在室温下缓慢冷却；之后再将A液缓慢滴入，滴入时间控制在20-30分钟，然后超声搅拌0.5-1小时；最后将混合液置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，反应的温度范围是 260-300℃，反应的时间范围是 1-3h，将产物用无水乙醇多次洗涤，在200-300℃下干燥后得到磷酸银与二氧化钛复合光催化剂。

本发明的特点还有：

所述的步骤（1）中，磷酸二氢钾溶液的浓度为0.01 mol/L。

所述的步骤（2）中，硝酸银溶液的浓度为0.01 mol/L。

钛酸丁酯、丙醇、水和醋酸摩尔用量比例为，钛酸丁酯：丙醇：水：醋酸=1:（2-3）：10:（0.5-0.8）。

本发明的有益效果为：

本发明的制备方法得到的复合光催化剂得到的为用磷酸银包裹二氧化钛的结构形式，，通过调整所用物料的浓度以及用量比例，还通过对温度等部分参数进行调整，整个反应体系采用低浓度设置，提高了反应效率，缩短了反应时间，提供了一种处理效率高的磷酸银与二氧化钛复合光催化剂。

本发明的复合光催化剂，在紫外光和可见光区域都显示出较强的催化活性，促进了光生载流子的分离，反应时间短，易于工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种磷酸银与二氧化钛复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取一定量的磷酸二氢钾溶于去离子水中，配成浓度为0.005mol/L 的溶液，并调节溶液的pH=7，得到A溶液，备用；

（2）将一定量的硝酸银溶解在去离子水中，磁力搅拌5-10分钟，配成浓度为 0.005mol/L 的B溶液，备用；