一種磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及Ag3PO4-CdS復(fù)合光催化劑及其制備方法，屬于光催化材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明采用檸檬酸三鈉以及硫化鎘顆粒對磷酸銀的形貌尺寸進行控制。具體步驟如下：首先將硫化鎘均勻分散的檸檬酸三鈉水溶液中，然后將硝酸銀溶解于上述混合濁液。進一步在劇烈攪拌下向其中滴加預(yù)先配制好的磷酸二氫銨水溶液，反應(yīng)體系出現(xiàn)黃色渾濁，將產(chǎn)物離心分離、洗滌、干燥后得到所述可見光催化材料。本發(fā)明制備過程簡單，所得可見光催化劑穩(wěn)定性高，催化活性強，對羅丹明B等有機染料具有良好的降解能力，在污水處理等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。
【專利說明】一種磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合光催化劑及其制備方法，屬于光催化材料制備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展極大的改善了人類是生活質(zhì)量，卻同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，造成了諸多類似日本水俁病等震驚世界的公害事件，引起人們對環(huán)境問題的高度重視。水體污染的問題因為全球淡水資源的匱乏而顯得尤為突出，水污染防治工作迫在眉睫。傳統(tǒng)污水治理因為存在成本高、效率低、無法徹底除污等缺點而讓人無法滿意。加拿大科學(xué)家于1976年將1102應(yīng)用于降解多氯聯(lián)苯從而揭開了光催化劑應(yīng)用于污染處理領(lǐng)域的序幕。但是!'102存在禁帶寬度過大，只能吸收紫外光而無法高效利用太陽能的缺點。因而，發(fā)展新型可見光催化劑材料在污水處理及太陽能利用方面都具有重要的意義與重要的應(yīng)用價值。
[0003]磷酸銀的禁帶寬度為2.36?，在可見光區(qū)具有強烈的吸收，是一種降解能力突出、降解效率高、太陽能利用率高的新型光催化劑。但是磷酸銀存在穩(wěn)定性差、形貌及性能難以調(diào)控等缺點，大大阻礙了其在光催化處理污水方面的應(yīng)用。
[0004]硫化鎘是一種性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，具有穩(wěn)定性高、可見光吸收能力強、容易制備以及成本較低等優(yōu)點。在合成磷酸銀的過程中，將納米硫化鎘以模板分子的形式提前引入反應(yīng)體系，可以起到阻隔磷酸銀顆粒團聚，從而有效控制磷酸銀形貌結(jié)構(gòu)與大小尺寸的作用。同時，在硫化鎘-磷酸銀復(fù)合結(jié)構(gòu)中，硫化鎘價帶可以較快的轉(zhuǎn)移吸收可見光激發(fā)產(chǎn)生的光生載流子，減緩磷酸銀中銀離子被還原的速率，從而提高磷酸銀的穩(wěn)定性。另一方面，在此類復(fù)合材料中，通過加入價格較低的鎘鹽從而減少貴金屬銀的用量，將會在較大程度上降低光催化劑的制備成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決磷酸銀光催化劑穩(wěn)定性差、形貌結(jié)構(gòu)難以控制等問題，進一步提高其催化性能與利用效率，本發(fā)明提供了一種對可見光具有強吸收性能的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑。本發(fā)明另一目的是提供上述的一種磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法，包括以下步驟:
1)稱取檸檬酸三鈉并溶于去離子水中，配制成0.1-0.3摩爾/升的水溶液10001 ；
2)將0.02-0.06摩爾硫化鎘加入到上述檸檬酸三鈉水溶液中，并超聲分散均勻；
3)稱取0.02-0.06摩爾硝酸銀并加入上述步驟2所得混合溶液中，室溫下攪拌10-30分鐘，得到銀-檸檬酸絡(luò)合物溶液；
4)室溫下，向步驟3所得溶液中逐滴滴加0.01-0.02摩爾/升的磷酸二氫銨水溶液并劇烈攪拌，得到黃色濁液； 5)將所得黃褐色濁液用離心機離心分離，在轉(zhuǎn)速3000-4500轉(zhuǎn)丨分鐘條件下離心10分鐘后，移去離心管中無色溶液，得到黃色沉淀產(chǎn)物；
6)用去離子水超聲清洗獲得的黃色沉淀產(chǎn)物并在501下烘干，制得磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明制備的產(chǎn)物為磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑，其中硫化鎘的加入提高了磷酸銀制備過程中的形貌結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性，解決了磷酸銀容易團聚的問題，并增強了磷酸銀的穩(wěn)定性，能夠在室溫、環(huán)境氣氛條件下保存且不發(fā)生團聚及分解；
(2)本發(fā)明制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑在可見光區(qū)吸收能力強，提高了可見光的吸收效率，光催化能力也得到了較大程度的提高；
(3)本發(fā)明所制備復(fù)合光催化劑對羅丹明8、甲基橙、亞甲基藍等染料分子具有良好的光催化降解特性；
(4)本發(fā)明的制備僅需實驗室常用的普通設(shè)備，不需專用設(shè)備，工藝過程簡單易操作；
(5)本發(fā)明所用硫化鎘原料豐富且價廉易得，可以有效降低催化劑的制備成本，有利于規(guī)?；a(chǎn)制備，適合未來在污染物光催化降解、環(huán)境治理與保護等方面工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明方法所制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑用日本電子1201-1400透射電子顯微鏡觀察后拍攝的透射電鏡(121)照片；
圖2是本發(fā)明方法所制備的磷酸銀的X射線衍射“即)圖；
圖3是本發(fā)明方法所制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑用日本部丨腦也!！^~3101？0型紫外-可見-近紅外分光光度計⑶8,110測試所得的紫外可見吸收光譜圖；
圖4是本發(fā)明方法所制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑對羅丹明8及甲基藍的可見光降解曲線圖。

【具體實施方式】
下面通過具體實施實例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細(xì)說明，但這些實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0009]實施例1
首先稱取檸檬酸三鈉并溶解于去離子水中，配制成濃度為0.1摩爾每升的溶液10001。稱取0.02摩爾硫化鎘加入到上述溶液中，并超聲10分鐘以形成分散均勻的濁液。稱取0.02摩爾硝酸銀并加入上述混合溶液中，室溫下攪拌10分鐘，得到銀-檸檬酸絡(luò)合物溶液。室溫下，向上述混合溶液中逐滴滴加0.01摩爾/升的磷酸二氫銨水溶液并劇烈攪拌，得到黃色濁液。將所得黃褐色濁液用離心機離心分離，在轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分鐘條件下離心10分鐘后，移去離心管中無色溶液，得到黃色沉淀產(chǎn)物。用去離子水超聲清洗獲得的黃色沉淀產(chǎn)物并在501下烘干，制得磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑。
[0010]實施例2 首先稱取檸檬酸三鈉并溶解于去離子水中，配制成濃度為0.2摩爾每升的溶液10001。稱取0.04摩爾硫化鎘加入到上述溶液中，并超聲20分鐘以形成分散均勻的濁液。稱取0.04摩爾硝酸銀并加入上述混合溶液中，室溫下攪拌20分鐘，得到銀-檸檬酸絡(luò)合物溶液。室溫下，向上述混合溶液中逐滴滴加0.015摩爾/升的磷酸二氫銨水溶液并劇烈攪拌，得到黃色濁液。將所得黃褐色濁液用離心機離心分離，在轉(zhuǎn)速4000轉(zhuǎn)/分鐘條件下離心10分鐘后，移去離心管中無色溶液，得到黃色沉淀產(chǎn)物。用去離子水超聲清洗獲得的黃色沉淀產(chǎn)物并在501下烘干，制得磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑。
[0011]實施例3
首先稱取檸檬酸三鈉并溶解于去離子水中，配制成濃度為0.3摩爾每升的溶液10001。稱取0.06摩爾硫化鎘加入到上述溶液中，并超聲10分鐘以形成分散均勻的濁液。稱取0.06摩爾硝酸銀并加入上述混合溶液中，室溫下攪拌10分鐘，得到銀-檸檬酸絡(luò)合物溶液。室溫下，向上述混合溶液中逐滴滴加0.02摩爾/升的磷酸二氫銨水溶液并劇烈攪拌，得到黃色濁液。將所得黃褐色濁液用離心機離心分離，在轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘條件下離心10分鐘后，移去離心管中無色溶液，得到黃色沉淀產(chǎn)物。用去離子水超聲清洗獲得的黃色沉淀產(chǎn)物并在501下烘干，制得磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑。
[0012]實施例4
本發(fā)明方法所制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的催化性能評價。
[0013]本發(fā)明方法所制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的催化性能是通過在模擬可見光下，采用樣品降解有機染料的情況進行評價的。具體步驟如下:
首先分別稱取0.108所制備的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑樣品，加入到100“不同濃度的有機染料水溶液中(羅丹明8的濃度為30呢/1，甲基藍濃度為501^/0，超聲10分鐘以分散均勻。將上述混合溶液在避光狀態(tài)下攪拌30分鐘，然后轉(zhuǎn)移到300瓦氙燈光催化反應(yīng)器中，打開氙燈并不斷攪拌。每隔5分鐘用移液槍取1.5“到離心管中，離心后測試其紫外吸收光譜。附圖4為本發(fā)明所制備樣品在可見光下對羅丹明8和甲基藍的降解效果圖。
【權(quán)利要求】
1.一種磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法，其特征在于制備方法的步驟如下:1)稱取檸檬酸三鈉并溶于去離子水中，配制成0.1-0.3摩爾/升的水溶液10ml ；2)將0.02-0.06摩爾硫化鎘加入到上述檸檬酸三鈉水溶液中，并超聲分散均勻； 3)稱取0.02-0.06摩爾硝酸銀并加入上述步驟2所得混合溶液中，室溫下攪拌10-30分鐘，得到銀-檸檬酸絡(luò)合物溶液； 4)室溫下，向步驟3所得溶液中逐滴滴加0.01-0.02摩爾/升的磷酸二氫銨水溶液并劇烈攪拌，得到黃色濁液； 5)將所得黃褐色濁液用離心機離心分離，在轉(zhuǎn)速3000-4500轉(zhuǎn)/分鐘條件下離心10分鐘后，移去離心管中無色溶液，得到黃色沉淀產(chǎn)物； 6)用去離子水超聲清洗獲得的黃色沉淀產(chǎn)物并在50°C下烘干，制得磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法，其特征在于，所述硝酸銀與檸檬酸三鈉的投料比為1:2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸銀-硫化鎘復(fù)合可見光光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟4)所述磷酸鹽為磷酸二氫銨。
【文檔編號】B01J27/18GK104368369SQ201410528454
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】徐波, 陳志明, 李建偉, 李村成 申請人:濟南大學(xué)