[发明专利]一种等离子体光催化剂Ag/AgCl/Ag3PO4/AC的制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明属于环境材料制备技术领域，设计采用浸渍-沉积法制备出复合催化材料AgCl/Ag₃PO₄/AC，接着采用紫外光照还原法还原部分Ag，制备出等离子体催化剂Ag/AgCl/Ag₃PO₄/AC。

背景技术

作为抗菌药物，抗生素广泛用于治疗各种细菌引起的感染。近年来，随着养殖业的发展，为了防治疾病大量抗生素用于规模养殖的家畜及水产养殖中，据世界卫生组织报道中国大陆一年用去的抗生素约占全球总用量的一半，而其中超过5万吨的抗生素废水被直接排放于水土环境中，导致抗生素残留，对环境甚至对当地生态产生了较大的危害，且威胁到人类的健康，产生一系列问题，如过敏性反应、抗药性、双重感染以及遗传变异等等，特别是超级细菌的出现，引起了全世界的关注。目前就治理抗生素水污染技术还没有形成较为系统成熟的技术方案，因此国内外专家希望研制出高效绿色的解决方案。

光催化技术为解决抗生素水污染提供了一个绿色高效且环保的处理方法。纳米半导体材料，大的比表面积使其对反应速率的约束减小、表面缺陷和活性中心增加等优点而被用做光催化材料。等离子体光催化材料由于其表面等离子体效应而被研究者们应用于光催化剂的改性制备中。将等离子体催化剂作为负载材料制备出等离子体光催化材料，一方面能够提高半导体的分散性而有效降低贵金属的光腐蚀性，另一方面能够充分发挥贵金属的限域等离子效应，另外，还可以降低材料的制备成本。AgCl和Ag₃PO₄具有较窄的禁带宽度和太阳光谱中可见光波段相适宜的带宽，目前已有报道将其作为光催化剂运用于光催化领域，但是银系材料自身具有缺陷，比如：光腐蚀现象，使其光催化性能遭到严重抑制，并且大大降低了材料的稳定性能，因此，广泛开展对银系材料进行改性研究具有重要意义。

活性炭以其独有的优势得到研究者的关注：(1)有大量微孔可以增强其吸附污染物的能力；(2)价格便宜；(3)颗粒较大易于分离和回收。基于AC的上述优势，已有研究者将其作为载体材料而应用于改性半导体材料，提高其光催化活性。因此，本发明内容主要在于制备等离子体复合催化材料Ag/AgCl/Ag₃PO₄/AC，并将其运用于光催化降解四环素废水的研究。

发明内容

本发明采用浸渍沉淀法制备复合光催化材料AgCl/AC、Ag₃PO₄/AC以及AgCl/Ag₃PO₄/AC，然后采用紫外光还原技术部分还原Ag制备出等离子体复合催化材料Ag/AgCl/Ag₃PO₄/AC。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种等离子体光催化剂Ag/AgCl/Ag₃PO₄/AC的制备方法，步骤如下：

将活性炭(AC)加入到去离子水中，超声洗涤10min，接着磁力搅拌10min使其分散均匀，得到活性炭分散液；在搅拌条件下，将硝酸银溶液逐滴滴加到所述活性炭分散液中，得到混合液A，继续磁力搅拌30min后，在磁力搅拌下逐滴加入Na₃C₆H₅O₇溶液，得到混合液B，磁力搅拌30min；将NaCl溶液逐滴滴加到混合液B中，得到混合液C，继续搅拌反应10min；最后滴加KH₂PO₄溶液，滴完后继续搅拌反应30min；将反应后的混合液进行抽滤、洗涤、干燥(80℃干燥箱中保持12h)，遮光条件下抽滤(去离子水和无水乙醇各洗涤3次)、收集样品，并置于80℃鼓风干燥箱中干燥12h，得到Ag₃PO₄/AgCl/AC复合材料；将得到的Ag₃PO₄/AgCl/AC复合材料在250W的紫外灯光下照射，得到等离子体光催化剂Ag/AgCl/Ag₃PO₄/AC。