本發(fā)明涉及一種銀/氯化銀復(fù)合納米立方體的制備方法，該納米粒子作為光催化劑對重鉻酸鉀、羅丹明b等污染物展現(xiàn)出較高的催化活性和穩(wěn)定性。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，重金屬和有機(jī)污染物對環(huán)境和人類的生存影響越來越大，尤其是致癌物重鉻酸根，對人類的健康構(gòu)成巨大威脅。近些年的研究發(fā)現(xiàn)，有些半導(dǎo)體復(fù)合材料可利用光源催化重鉻酸根的降解，然而目前已有的商業(yè)化光催化劑的活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。需找一種新型的高效光利用材料越來越受到研究者的重視。

最近的幾年研究發(fā)現(xiàn)，氯化銀的某些晶面，例如{111}晶面、{100}晶面等，對于光催化降解污染物有著非常優(yōu)異的活性，然而氯化銀同時(shí)也是光敏感材料，光照下穩(wěn)定性較差，因此提高氯化銀穩(wěn)定性，合成高純度的特定晶面材料逐漸成為光催化研究的熱點(diǎn)。另外，常用的氯化銀材料均一性差，嚴(yán)重的限制了其催化活性和對該材料性能的深入了解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種簡單有效的制備分散均勻并且形貌、尺寸及組成可控的銀/氯化銀復(fù)合納米立方體的方法。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案由下述步驟組成：

1、制備氯化銀納米立方體

以蒸餾水為溶劑，將硝酸銀、聚丙烯胺鹽酸鹽、氯化鈉或氯化鉀按摩爾比為1:(6～30):(5～15)混合均勻，用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)所得混合液的ph值至5～9，在40～80℃下攪拌0.5～2小時(shí)，離心，得到氯化銀納米立方體。

2、制備銀/氯化銀復(fù)合納米立方體

將步驟1得到的氯化銀納米立方體均勻分散于二甘醇中，在140～160℃下還原0.5～3小時(shí)，離心、洗滌、干燥，得到銀/氯化銀復(fù)合納米立方體。

上述步驟1中，所述硝酸銀、聚丙烯胺鹽酸鹽、氯化鈉或氯化鉀的摩爾比優(yōu)選為1:10:10。

上述的聚丙烯胺鹽酸鹽的數(shù)均分子量為1000～150000，優(yōu)選聚丙烯胺鹽酸鹽的數(shù)均分子量為5000～150000。

上述步驟1中，優(yōu)選用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)所得混合液的ph值至8，所述氫氧化鈉水溶液中氫氧化鈉的濃度為0.3～1.0mol/l。

上述步驟1中，進(jìn)一步優(yōu)選在60℃下攪拌1.5小時(shí)。

上述步驟2中，優(yōu)選在150℃下還原1.5小時(shí)。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明采用聚丙烯胺鹽酸鹽(pah)為穩(wěn)定劑，在制備氯化銀納米立方體的過程中，pah作為銀離子的穩(wěn)定劑，其中的n與硝酸銀中的ag⁺絡(luò)合，使形成氯化銀的反應(yīng)速率明顯下降，從而得到尺寸與形貌可控的氯化銀納米立方體。

2、本發(fā)明以氯化銀納米立方為載體，同時(shí)也作為ag的前驅(qū)體，以二甘醇為溶劑和還原劑，直接部分還原ag⁺為單質(zhì)ag，附著在氯化銀納米立方體上。同時(shí)通過控制還原反應(yīng)時(shí)間，可有效控制還原ag的量，從而得到成分可控的銀/氯化銀納米立方體。

3、本發(fā)明不需要較長的反應(yīng)時(shí)間，不需要復(fù)雜的ph調(diào)控過程，操作簡單，產(chǎn)品產(chǎn)量高、純度高，且均一性好，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

4、本發(fā)明制備的銀/氯化銀納米立方體與商業(yè)化催化劑p25二氧化鈦相比，對重鉻酸鉀、羅丹明b等污染物的光催化降解有著優(yōu)異的活性，在光催化領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1制備的氯化銀納米立方體的sem圖。

圖2是實(shí)施例1制備的銀/氯化銀納米立方體的sem圖。

圖3是實(shí)施例1制備的銀/氯化銀納米立方體的tem圖。

圖4是實(shí)施例2制備的銀/氯化銀納米立方體的sem圖。

圖5是實(shí)施例3制備的銀/氯化銀納米立方體的sem圖。

圖6是實(shí)施例4制備的銀/氯化銀納米立方體的sem圖。

圖7是實(shí)施例5制備的銀/氯化銀納米立方體的sem圖。

圖8是實(shí)施例6制備的銀/氯化銀納米立方體的sem圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

1、制備氯化銀納米立方體

取0.5ml0.1mol/l的硝酸銀水溶液、1ml0.5mol/l數(shù)均分子量為150000的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液、20ml0.025mol/l的氯化鈉水溶液混合均勻，用0.5mol/l氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)所得混合液的ph值至8，60℃反應(yīng)1.5小時(shí)，離心，得到氯化銀納米立方體(見圖1)。

2、制備銀/氯化銀納米立方體

將步驟1得到的氯化銀納米立方體加入到10ml二甘醇中，超聲分散均勻，在150℃下還原1.5小時(shí)，得到銀/氯化銀納米立方體。由圖2和3可見，銀/氯化銀納米立方體的尺寸在120～130nm左右。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1中，20ml0.025mol/l的氯化鈉水溶液用20ml0.025mol/l的氯化鉀水溶液替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，得到銀/氯化銀納米立方體(見圖4)。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1中，1ml0.5mol/l數(shù)均分子量為150000的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液用1ml0.5mol/l數(shù)均分子量為5000的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，得到銀/氯化銀納米立方體(見圖5)。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1中，1ml0.5mol/l數(shù)均分子量為150000的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液用3ml0.5mol/l數(shù)均分子量為5000的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，得到銀/氯化銀納米立方體(見圖6)。

實(shí)施例5

在實(shí)施例1中，20ml0.025mol/l的氯化鈉水溶液用10ml0.025mol/l的氯化鈉水溶液替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，得到銀/氯化銀納米立方體(見圖7)。

實(shí)施例6

在實(shí)施例1的步驟1中，在40℃下反應(yīng)2小時(shí)，其他步驟與實(shí)施例1相同，得到銀/氯化銀納米立方體(見圖8)。

發(fā)明人采用實(shí)施例1得到的銀/氯化銀納米立方體催化重鉻酸鉀和羅丹明b，具體方法為：

1、重鉻酸鉀的降解

將20mg銀/氯化銀納米立方體加入到20ml10mg/ml的重鉻酸鉀水溶液中，再加入10ml0.01mol/l的乙二胺四乙酸水溶液，混合均勻，用高氯酸調(diào)節(jié)混合液的ph至2，然后加入10ml0.02mol/l二苯碳酰二肼的丙酮溶液，該混合液的顏色變成紫色。使用氙燈作為模擬陽光光源，進(jìn)行光催化實(shí)驗(yàn)，光源距離溶液距離為20cm，反應(yīng)過程中通過水浴控制溫度為25℃(避免光照升溫對實(shí)驗(yàn)的影響)，通過紫外分光光度儀檢測不同催化時(shí)間下，溶液吸光度的變化，即可得出重鉻酸鉀的催化降解速度與降解效率，結(jié)果見表1。

2、羅丹明b的降解

將20mg銀/氯化銀納米立方體加入到20ml10mg/ml的羅丹明b水溶液中，其他步驟與重鉻酸鉀的降解步驟相同，結(jié)果見表1。

表1重鉻酸鉀和羅丹明b降解效果

由表1可見，以本發(fā)明制備的銀/氯化銀納米立方體為催化劑，其對重鉻酸鉀和羅丹明b均表現(xiàn)出很高的降解效率和很快的降解速度。