等離子體復(fù)合光催化殺菌劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光催化領(lǐng)域，具體涉及一種Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，嚴(yán)重制約著人類的可持續(xù)發(fā)展，而且嚴(yán)重危害人類健康。因此，保護(hù)環(huán)境、控制污染受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視，而開發(fā)和使用高效、環(huán)保、科學(xué)的新技術(shù)和新能源成為了目前的研究熱點(diǎn)。半導(dǎo)體光催化技術(shù)因其可利用太陽(yáng)能資源，并且具有高效、綠色、無(wú)污染等特點(diǎn)成為了一種潛在的解決能源和環(huán)境問(wèn)題的方法，近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注，在污水處理、廢氣處理、空氣凈化、殺菌消毒、催化制氫、還原C02等方面有廣泛應(yīng)用，并且效果良好。
[0003]目前，Ti02因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、低成本等優(yōu)點(diǎn)成為使用最廣泛的光催化材料，但是由于Ti02禁帶寬度為3.2eV，其對(duì)應(yīng)的吸收波長(zhǎng)為387.5nm，光吸收范圍僅局限于紫外光區(qū)，大大限制了對(duì)太陽(yáng)能的利用[1]。因此，為了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的有效利用，開發(fā)和設(shè)計(jì)具有可見光響應(yīng)、綠色環(huán)保的新型光催化材料具有重要的實(shí)際意義。其中，具有一維結(jié)構(gòu)的釩酸銀(AgV03、Ag2V40n、Ag3V04、Ag4V207)因帶隙較窄(Eg〈2.5eV)，可見光吸收性能良好以及環(huán)境友好型等特性，在光催化領(lǐng)域受到了研究者的極大關(guān)注[2—4]。雖然這種一維結(jié)構(gòu)具有比表面積大、易于電子傳遞等優(yōu)點(diǎn)，但是單體釩酸銀材料中光生載流子分離速率還是相對(duì)較低，影響了光催化活性[5，6]。因此，為了進(jìn)一步提高釩酸銀的光催化性能，充分利用太陽(yáng)光資源，可以通過(guò)對(duì)其進(jìn)行貴金屬摻雜來(lái)提高光催化性能。貴金屬Ag的表面等離子體共振效應(yīng)不僅可以擴(kuò)展半導(dǎo)體材料的可見光吸收范圍，并且可以作為電子捕獲阱捕獲電子，加速光生電子-空穴的分離，有效抑制光生載流子的復(fù)合[5，6]。同時(shí)對(duì)于含Ag半導(dǎo)體材料還可以使其表面電子快速轉(zhuǎn)移到納米Ag表面，有效保護(hù)了含Ag材料不被還原，并因此大大提高了材料的可見光催化性能和穩(wěn)定性[5，6]。
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑及其制備方法和應(yīng)用。
[0011 ]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)施:
[0012]一種Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑，由Ag和AgV03組成，其中，Ag和AgV03的摩爾比為0.1?10:1。
[0013]所述Ag和AgV03的摩爾比為0.1?5:1。
[0014]一種Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑的制備方法:將NH4V03和AgN03分別溶解在超純水中使其完全溶解分別得溶解液，然后在磁力攪拌下將AgN03溶解液逐滴加入到NH4V03溶解液，繼續(xù)避光攪拌得懸浮液，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行熱處理，冷卻后，經(jīng)抽濾、洗滌和干燥后可得到Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑。
[0015]所述NH4V03和AgN03的物質(zhì)的量之比為1:1.1?6。
[0016]所述AgN03溶解液逐滴加入到NH4V03溶解液后繼續(xù)避光攪拌10?90min。
[0017]所述懸浮液放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中120?200°C熱處理12?36h。
[0018]所述干燥為真空條件下干燥，溫度為30?90°C，干燥時(shí)間為3?12h。
[0019]一種Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑的應(yīng)用，所述Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑作為光催化劑或殺菌劑的應(yīng)用。
[0020]所述Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑作為水體凈化中的光催化劑或殺菌劑的應(yīng)用。
[0021 ] 一種Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑的應(yīng)用，所述Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑在水體凈化中的應(yīng)用。
[0022]Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑應(yīng)用于水體中，對(duì)有害微生物大腸桿菌(E.coli)和金黃色葡萄球菌(S.aureus)的可見光催化殺滅，采用500W氙燈作為光源，其波長(zhǎng)范圍為420?760nm;所述微生物濃度為106cfu/mL;所述Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑的用量為1.0mg/mL。
[0023]其光催化活性具體方法為:采用500W氙燈作為光源，輔以濾光片;將微生物溶液加入到反應(yīng)器中，然后加入Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑，暗態(tài)吸附達(dá)到平衡后開始光照，光照過(guò)程中間隔一定時(shí)間取樣，通過(guò)平板計(jì)數(shù)法測(cè)定存活細(xì)菌濃度，計(jì)算殺滅率。所述的光源為氙燈，其波長(zhǎng)范圍為420?760nm;所述微生物濃度為106cfu/mL;所述Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑的用量為1.0mg/mL。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]本發(fā)明通過(guò)貴金屬摻雜的方法，利用簡(jiǎn)單的水熱合成法通過(guò)控制加入Ag+的量一步合成了負(fù)載納米Ag的Ag/AgV03等離子體復(fù)合材料，并作為光催化殺菌劑應(yīng)用于水體凈化;具體:
[0026](1)本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的水熱法一步合成Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑，制備方法工藝簡(jiǎn)單、易于控制、成本低廉；
[0027](2)本發(fā)明制備的具有一維結(jié)構(gòu)的Ag/AgV03等離子體復(fù)合光催化殺菌劑，具有較大的比表面積和良好的可見光吸收性能；