[发明专利]一种具有可见光响应的Ag4

说明书

本发明公开了一种具有可见光响应的Ag₄(GeO₄)光催化剂的制备方法，步骤如下：(1)在搅拌状态下，将锗酸钠溶液缓慢滴加硝酸银溶液中，继续搅拌，形成前驱体溶液；(2)将前驱体溶液移至反应釜中，110‑130℃的条件下反应10‑14h，反应完成后，抽滤，干燥，即得到Ag₄(GeO₄)光催化剂。本发明制备的Ag₄(GeO₄)光催化剂具有可见光响应，形成光催化剂后具有较高的光催化活性，比较适合在光催化领域实际应用中降解有机污染物以及分解水产氧。经实验研究发现Ag₄(GeO₄)光催化材料显示出较好的光催化性能，用于光催化分解水产氧制得的光催化剂在可见光照射1小时分解水产氧200umol/g。可以在20分钟内降解98％的亚甲基蓝有机染料。

技术领域

本发明涉及光催化材料制备技术领域，特别是涉及具有可见光响应的Ag₄(GeO₄)光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

利用半导体光催化剂将难以收集的低密度的太阳能光能转化成高密度易利用的电能和化学能，已成为近年国际上最活跃的研究领域之一。尤其是在光催化分解水以及利用光氧化降解污染物治理环境方面展现出的独特的优势引起世界各国科学家的广泛关注，因此对其进行广泛的理论以及实验研究将具有非常重要的战略和现实意义。

目前制约光催化技术实际应用的所有问题中，最重要的是提高光催化剂对光能的利用效率。在太阳光谱中紫外光约占所有能量3～4％，而可见光却占比却超过40％，因此，研究开发可见光响应的光催化剂是提高太阳能利用效率的一项研究重点，具有很重要的理论和实际意义。

在各种光催化剂材料中，二氧化钛具有廉价、无毒、氧化能力强、稳定性好等优点，是目前研究最多和应用最广的半导体光催化剂之一。但是由二氧化钛带隙较宽，只对紫外光响应，这大大影响了它在利用太阳能光降解有机污染物的商业前景。当前，可见光驱动的新型光催化剂的研究主要集中在两个方面：一方面，通过对传统二氧化钛光催化材料进行改性，以实现其在可见光下的有效工作，比如金属离子掺杂、非金属离子掺杂、离子注入等；另一方面，设计研发各种新型可见光响应的光催化材料，比如铋系光催化剂、基于Cu₂O的催化剂等，亦是一个重要研究方向。因此，开发新的在可见光区域具有很强的吸收，且具有较强光催化活性的光催化材料，具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有可见光响应的Ag₄(GeO₄)光催化剂及其制备方法和应用。本发明的光催化剂在可见光区域具有很强的吸收，且具有较强的光催化活性，包括光催化分解水产氧及光催化降解有机染料亚甲基蓝。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种具有可见光响应的Ag₄(GeO₄)光催化剂的制备方法，步骤如下：

(1)在搅拌状态下，将锗酸钠溶液缓慢滴加硝酸银溶液中，继续搅拌，形成前驱体溶液；

(2)将前驱体溶液移至反应釜中，110-130℃的条件下反应10-14h，反应完成后，抽滤，干燥，即得到Ag₄(GeO₄)光催化剂。

优选的，步骤(1)中，锗酸钠溶液的浓度为0.06-0.07mol/L；优选为0.0625mol/L。硝酸银溶液的浓度为0.2-0.3mol/L；优选为0.25mol/L。