[发明专利]磷酸银/溴化银异质结纳米颗粒、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种磷酸银/溴化银异质结纳米颗粒、制备方法及其应用，产物为纳米级的颗粒，为异质结结构；AgBr的质量百分含量为10％～40％，余量为Ag₃PO₄。制备方法是：(1)可溶性银盐、表面活性剂溶于多元混合溶剂形成Ag⁺溶液，滴加磷酸盐溶液反应合成Ag₃PO₄纳米颗粒；(2)采用滴加的方式引入Br^‑，通过离子交换的方式合成磷酸银/溴化银纳米颗粒。通过Ag₃PO₄与AgBr的有效配比实现提高复合材料的光催化性能和稳定性，成本低廉、工艺简单、得到的复合纳米材料产率高，具有较高的光催化效率。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体地，是一种磷酸银/溴化银异质结光催化剂的组成、制备及应用。

背景技术

以TiO₂、ZnO等代表的半导体材料促进了光催化技术的发展，并被广泛应用于环境与能源领域。然而，二氧化钛的禁带宽度为3.2ev，仅吸收太阳光谱中4％～5％的紫外光,可见光利用率低，限制了其在光催化领域的应用。因此，发展高催化性能与稳定性的可见光响应光催化材料是当前光催化领域研究的重点。

银基光催化材料，典型可见光响应的光催化剂，因其电子与空穴高效分离有望成为光催化处理工业废水重要材料。发明人在中国专利碳氮烯/碳酸银/溴化银三元复合纳米材料、其制备方法及其用途(CN106378170A)和二硫化钼-硫化银复合纳米吸附-光催化剂的制备方法(CN105536684A)中，通过合成二元或三元复合光催化材料进一步提升银基光催化材料的光催化性能。然而，银基化合物的稳定性，特别是易见光分解的特性限制了其实际的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种磷酸银/溴化银异质结纳米材料、其制备方法及其应用,通过Ag₃PO₄与AgBr的有效配比实现提高复合材料的光催化性能和稳定性，成本低廉、工艺简单、得到的复合纳米材料产率高，具有较高的光催化效率。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种磷酸银/溴化银异质结纳米颗粒，为异质结结构；AgBr的质量百分含量为10％～40％，余量为Ag₃PO₄；较佳地，AgBr的质量百分含量为20％。

磷酸银/溴化银异质结纳米颗粒的制备方法，步骤如下：

(1)磷酸银的合成：可溶性银盐溶于多元混合溶剂形成Ag⁺溶液，浓度为0.5-2mol/L，同时加入表面活性剂，再将浓度为0.5mol/L的磷酸盐溶液滴加上述溶液反应合成Ag₃PO₄纳米颗粒,其中PO₄^3-与Ag⁺摩尔比为1:3-1:3.2。

(2)磷酸银/溴化银异质结纳米颗粒的合成：向步骤(1)中的溶液采用滴加的方式引入Br^-，其浓度为0.2-1.5mol/L,通过离子交换的方式合成磷酸银/溴化银纳米颗粒，其中AgBr的质量百分含量为10％～40％，再用去离子水、无水乙醇反复清洗产物，干燥后得到反应产物。

步骤(1)中，所述的可溶性银盐为AgNO₃；

所述的磷酸盐为Na₂HPO₄、(NH₄)₂HPO₄、NaH₂PO₄或者NH₄H₂PO₄；