本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制新材料的開(kāi)發(fā),尤其涉及一種核殼型氧化銀/銀光催化劑的制備方法。
背景技術(shù):
在生活污水、食品加工和造紙等工業(yè)廢水中,含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)。這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水中,可通過(guò)微生物的生物化學(xué)作用而分解。在其分解過(guò)程中需要消耗氧氣,因而被稱(chēng)為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少,影響?hù)~(yú)類(lèi)和其他水生生物的生長(zhǎng)。水中溶解氧耗盡后,有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解,產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味,使水質(zhì)惡化。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展,來(lái)自工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的毒害有機(jī)污染物嚴(yán)重威脅著環(huán)境和人類(lèi)的健康,尋求一種新型高效的環(huán)境治理技術(shù)具有重要的意義。光催化技術(shù)因其節(jié)能、高效、污染物降解徹底、無(wú)二次污染優(yōu)點(diǎn),目前已成為一種具有重要應(yīng)用前景的新興環(huán)境治理技術(shù)。近年來(lái),新型高效的可見(jiàn)光光催化劑的研制成為光催化技術(shù)中的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。
氧化銀(Ag2O)是一種p型半導(dǎo)體,其帶隙能為1.46eV,在可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)有較強(qiáng)的光吸收,是一種高活性和高選擇性的窄帶隙光催化劑。但是氧化銀在光照后導(dǎo)帶產(chǎn)生的光電子會(huì)將Ag+還原成Agn單質(zhì)簇,而價(jià)帶的空穴會(huì)氧化晶格中的O2-釋放O2,所以會(huì)產(chǎn)生催化劑本身的光腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)氧化銀納米粒子中的銀離子將和殘留的一部分氧結(jié)合,其晶格將發(fā)生重構(gòu),從而產(chǎn)生各種類(lèi)似分子的光解發(fā)光中心。光解中心的出現(xiàn)將在氧化銀的禁帶中引入若干缺陷能級(jí),從而使得氧化銀納米粒子利用光子效率提高。在光腐蝕的過(guò)程中,當(dāng)單質(zhì)銀和氧化銀的相對(duì)含量達(dá)到一定值時(shí),后續(xù)會(huì)保持穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中氧化銀結(jié)構(gòu)單一的不足,提供一種核殼型氧化銀/銀光催化劑的制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟:
將1~4g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20mL甲苯中,加入4~5g過(guò)80~100目篩的氧化銀粉末,超聲分散20~100min,加入5~20mL水,在400~600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下加入0.5~1g硼氫化鈉,繼續(xù)攪拌4~8min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化銀/銀光催化劑。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:氧化銀既作為制備銀單質(zhì)的前驅(qū)體又作為載體提供支撐納米顆粒成核、生長(zhǎng)的活性位功能,表面活性劑控制納米顆粒的生長(zhǎng)作為模板功能,向含有支撐-模板雙功能微觀反應(yīng)環(huán)境的混合物中加入還原劑,在其表面部分還原,制得內(nèi)核為氧化銀表面是銀的核殼型催化劑,同時(shí)氧化銀/銀之間有協(xié)同作用,能更好的促進(jìn)催化作用。
具體實(shí)施方式
以下進(jìn)一步提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例:
實(shí)施例1
將4g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20mL甲苯中,加入5g過(guò)100目篩的氧化銀粉末,超聲分散100min,加入20mL水,在600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下加入1g硼氫化鈉,繼續(xù)攪拌8min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化銀/銀光催化劑。
將制得的核殼型氧化銀/銀光催化劑用于處理含酸性大紅廢水:將得到的核殼型氧化銀/銀光催化劑置于待處理50mL濃度為20mg/L的含酸性大紅廢水中,在300W金鹵燈照射下,反應(yīng)40min,脫色率為94.2%。
實(shí)施例2
將1g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20mL甲苯中,加入4g過(guò)80目篩的氧化銀粉末,超聲分散20min,加入5mL水,在400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下加入0.5g硼氫化鈉,繼續(xù)攪拌4min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化銀/銀光催化劑。
將制得的核殼型氧化銀/銀光催化劑用于處理含亞甲基藍(lán)廢水:將得到的核殼型氧化銀/銀光催化劑置于待處理50mL濃度為20mg/L的含亞甲基藍(lán)廢水中,在300W金鹵燈照射下,反應(yīng)40min,脫色率為95.1%。
實(shí)施例3
將3g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20mL甲苯中,加入5g過(guò)80目篩的氧化銀粉末,超聲分散80min,加入10mL水,在600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下加入0.8g硼氫化鈉,繼續(xù)攪拌8min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化銀/銀光催化劑。
將制得的核殼型氧化銀/銀光催化劑用于處理含羅丹明B廢水:將得到的核殼型氧化銀/銀光催化劑置于待處理50mL濃度為20mg/L的含羅丹明B廢水中,在300W金鹵燈照射下,反應(yīng)40min,脫色率為97.5%。