[发明专利]具有特定形貌高表面活性的光催化材料Ag@Ag2O 微晶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有特定形貌高表面活性光催化材料AgAg₂O微晶及其制备方法，属于可见光响应微纳米光催化粉体材料合成领域。

背景技术

近年来，能源和环境问题的日益突出，已经严重的影响了经济的发展。环境污染已经给人类的生产和生活带来了巨大的危害，尤其是水资源的污染已经危害到人类的身体健康，急需可行性的方法来处理污水。传统的方法治理水污染存在着耗能大、设备复杂、费用高、易带来二次污染等缺点。因此，发展一种新型、高效、实用的环保处理技术成为人们研究的热点。随着研究的深入，人们发现半导体多相光催化技术通过环境友好型的氧化还原反应来降解有机污染物，光催化技术很好的结合了能源与环境这两大世界性主题，具有能耗低、操作简便、反应条件温和、实用范围广、可减少二次污染等优点，利用太阳能一个绿色能源来治理环境污染问题，因而在污水治理方面越来越受到人们的关注。

氧化银是以中典型的窄带隙半导体材料，在很多领域都有着广泛的应用，如作为抛光剂，着色剂，氧化银电极，催化剂等等。氧化银可以很好的吸收太阳光中的可见光区域，因此可以用作光催化剂材料。但是，传统的方法得到的氧化银光催化剂不仅光催化的效率低下，光生载流子复合率高，而且也没有控制它的形貌来调控它的光催化能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多形貌的高效光催化材料AgAg₂O及其制备方法。

术语说明：AgAg₂O，是指银包覆在氧化银外表面的复合材料，本领域常规表示。

本发明的技术方案如下：

一种光催化材料AgAg₂O微晶，是在不同形貌的氧化银颗粒表面沉积银纳米颗粒的构成相应形貌的复合光催化材料，其中，所述氧化银为立方晶系，粒径为0.5-2.0μm，表面沉积的银纳米颗粒粒径为20-30nm。所述不同形貌的氧化银颗粒具有下列5种形貌之一：立方块、菱方十二面体、八面体、18面体或26面体。

本发明的光催化材料AgAg₂O微晶的制备方法，包括如下步骤：

（1）分别配制0.01-0.5M的硝酸银溶液；0.01-0.5M的络合剂溶液，络合剂选自硝酸铵、乙酸铵、磷酸氢二铵或氨水；

（2）将0.01-0.5M络合剂溶液按2.5~5：2.5体积比加入到0.01-0.5M硝酸银溶液中，搅拌10分钟；得银铵溶液；

（3）向上述银铵溶液中加入2M的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与银铵溶液体积比（0.25-0.75）：（5~7.5），搅拌10~15分钟离心15~25分钟，得到的沉淀用去离子水和乙醇洗涤，60℃下干燥6-12小时；

(4)取步骤（3）所得的干燥品，按质量体积比2~3g:1000ml，加入到浓度为20mg/L甲基橙溶液，用λ＞420nm的可见光照射10-30分钟，抽滤，所得固体物用去离子水和乙醇洗涤3次，60℃下干燥6-12小时。

所得到的AgAg2O与步骤（3）氧化银形貌一致，具有以下五种形貌之一：立方体、菱方十二面体、八面体、18面体或26面体。

根据本发明优选的，步骤(1)中硝酸银溶液与络合剂溶液的浓度相同，分别取0.01M、0.02M、0.03M、0.04M、0.05M或0.5M。

根据本发明优选的，步骤(2)的银铵溶液中Ag⁺:NH₄⁺=1:2摩尔比。

根据本发明优选的，步骤(2)所用络合剂为磷酸氢二铵时，步骤(3)中的2M氢氧化钠溶液的用量为0.75：5。

根据本发明优选的，步骤(2)所用络合剂为硝酸铵、乙酸铵或氨水时，步骤(3)中的2M氢氧化钠溶液的用量为0.25：5。

根据本发明优选的，步骤(3)中干燥的时间为12小时。

根据本发明优选的，步骤(4)中的光照时间为10分钟，干燥时间为12小时。

根据本发明进一步优选的，一种具有特定形貌高表面活性的光催化材料AgAg₂O的制备方法，步骤如下：