可見光催化劑碳酸銀的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光催化領(lǐng)域，更具體涉及一種可見光催化劑碳酸銀的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]自1972年Fujishima等發(fā)現(xiàn)了T12光催化降解水以來,光催化技術(shù)已成為熱點的研究領(lǐng)域。目前，這一領(lǐng)域的研究重點主要集中在環(huán)境治理方面，由于具有能降解絕大多數(shù)有機污染物且無二次污染、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點，光催化技術(shù)成為前景較為看好的環(huán)境污染治理技術(shù)。在光催化領(lǐng)域，T12的應(yīng)用非常廣泛，但它僅在紫外光范圍有響應(yīng)，對可見光的利用效率低，雖然改性后的T12具有一定的可見光活性，但仍不能令人滿意。如:有機染料光敏化的有機染料本身會發(fā)生降解等光化學(xué)反應(yīng)，而貴金屬沉積價格昂貴且易發(fā)生中毒而失活。因此，開發(fā)新型可見光催化劑，拓展太陽光吸收的波長范圍，提高太陽能利用率，成為目前光催化研究的熱點方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提供一種可見光催化劑Ag2CO3的制備方法。本發(fā)明將沉淀法和水熱法應(yīng)用于Ag2CO3的制備，制備條件溫和，成本低，操作簡單，周期短，可見光催化效率聞，有利于實際生廣。
[0004]本發(fā)明技術(shù)的關(guān)鍵在于制備碳酸銀光催化劑的過程中不摻雜任何犧牲劑，制備過程簡單，產(chǎn)物Ag2CO3的光催化效率高，催化劑穩(wěn)定性好。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
碳酸銀光催化劑的光催化性能高。在降解有機污染物的典型實驗中，本發(fā)明制備的碳酸銀光催化劑在500W可見光下，僅用15min的時間，就能將濃度為16mg/L的甲基橙溶液降解完畢。
[0006]碳酸銀光催化劑穩(wěn)定性強。目前所報道的光催化劑中，很多催化劑雖然具有較高的光催化活性，但是穩(wěn)定性差，即重復(fù)利用率低，本發(fā)明制備的碳酸銀光催化劑，重復(fù)使用6次后，光降解率仍然在90%以上。
[0007]碳酸銀光催化劑的制備方法簡單，成本低廉。本發(fā)明采用可溶性銀鹽和碳酸鹽通過離子交換共沉淀法或水熱法得到沉淀，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥即可得到可見光催化劑碳酸銀。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
首先，將碳酸鹽配置成濃度為0.05-lmol/L的碳酸鹽溶液，然后用電位滴定儀以
0.001?100ml/S的速度緩慢的將溶液滴加到濃度為0.05-2mol/L的可溶性銀鹽中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2.5h，或者將上述溶液與可溶性銀鹽直接混合，然后放在水熱釜中，旋緊后在60-220°C范圍內(nèi)，加熱l_72h，取出水熱釜，冷卻至常溫。即分別用離子交換沉淀法或水熱法得到碳酸銀沉淀，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥即可得到具有可見光催化活性的Ag2CO3催化劑。
[0009]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明利用不同碳源制備的碳酸銀催化劑對羅丹明B的降解率。(a-d =NaHCO3,Na2CO3, NH4HCO3、(MM)2CO3)
圖2是本發(fā)明方法制備的Ag2CO3可見光催化劑的SEM圖。
[0010]圖3是本發(fā)明方法制備的Ag2CO3的紫外可見吸收光譜圖。
[0011]圖4是本發(fā)明方法制備的新鮮Ag2CO3和重復(fù)使用六次以后的Ag2CO3催化劑的X射線衍射(XRD)圖。
[0012]圖5是本發(fā)明方法制備的Ag2CO3和重復(fù)使用六次后的Ag2CO3催化劑在可見光條件下光催化降解甲基橙的曲線。
[0013]圖6是本發(fā)明方法制備的Ag2CO3和重復(fù)使用六次后的Ag2CO3催化劑在可見光條件下光催化降解羅丹明B的曲線。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明制備的碳酸銀催化劑及其制備方法作進一步說明，但是本發(fā)明不僅限于下述實施例。
[0016]實施例1
首先，分別稱取一定質(zhì)量的氟化銀和碳酸氫鈉固體，然后分別用去離子水溶解，配成一定濃度的氟化銀溶液和碳酸氫鈉溶液，在磁力攪拌的條件下，將所述的碳酸氫鈉溶液滴加入所述的氟化銀溶液中，得到淡黃色渾濁液，滴加完畢后，在室溫避光條件下繼續(xù)磁力攪拌
2.5h，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、50°C烘干、研磨得到具有可見光催化效應(yīng)的碳酸銀光催化劑。
[0017]實施例2
將上述實施方案I中的碳酸氫鈉溶液和氟化銀溶液直接混合，移入水熱釜中，旋緊后在60-220°C范圍內(nèi)加熱l_72h，取出水熱釜，冷卻至常溫，得到沉淀，然后沉淀經(jīng)過濾、洗滌、50°C烘干、研磨得到具有可見光催化效應(yīng)的碳酸銀光催化劑。
[0018]實施例3
將上述實施方案I中和實施方案2中的氟化銀改為硝酸銀或醋酸銀，仍可得到沉淀，然后沉淀經(jīng)過濾、洗滌、50°C烘干、研磨得到具有可見光催化效應(yīng)的碳酸銀光催化劑。
[0019]實施例4
將上述實施方案I中和實施方案2中的碳酸氫鈉溶液改為碳酸鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鉀、碳酸氫鉀溶液，仍可得到沉淀，然后沉淀經(jīng)過濾、洗滌、50°C烘干、研磨得到具有可見光催化效應(yīng)的碳酸銀光催化劑。
[0020]不同碳源((碳酸氫鈉，碳酸鈉、碳酸銨，碳酸氫銨)制備的碳酸銀催化劑對羅丹明B的降解率如圖1。由圖1可知，用碳酸鈉制備的碳酸銀催化劑降解速率相對較高，因此選用碳酸鈉為碳源制備碳酸銀催化劑。所得碳酸銀粉末的掃描電鏡圖如圖2所示。由圖可見，粉末是粒徑為0.1-1Oum左右斜方晶體結(jié)構(gòu)的碳酸銀。圖3展示出本發(fā)明制備的碳酸銀催化劑的紫外一可見吸收光譜圖。圖中顯示，本發(fā)明制備的碳酸銀催化劑在可見光區(qū)域(400-600nm)有強的吸收能力，因而其在可見光區(qū)光催化效果好。
[0021]實施例5 本發(fā)明方法制得的可見光催化劑Ag2CO3在可見光下降解甲基橙、羅丹明B兩種典型的有機染料的能力和穩(wěn)定性。
[0022]具體為:將體積為10ml，濃度為16mg/L的甲基橙、羅丹明B兩種典型的有機染料，分別加入裝有0.1g可見光催化劑Ag2CO3的石英試管中，在500W氙燈作為光源(使用濾光片保證入射光為可見光，波長為420nm < λ < 800nm)進行光催化實驗，用UV-2550紫外可見光譜儀對降解過程的吸光度進行測量。每2min取一個樣，離心分離后，取上層清液進行測量。實驗結(jié)束后，將催化劑回收烘干，按照上述方法繼續(xù)降解甲基橙和羅丹明B，依次重復(fù)，測其穩(wěn)定性。
[0023]圖4為本發(fā)明制備的新鮮碳酸銀(a)和重復(fù)使用六次后的碳酸銀(b)的XRD圖。圖四中的衍射峰非常窄而且尖銳，反映了本發(fā)明制備的碳酸銀有很高的結(jié)晶度，沒有其他雜質(zhì)存在。重復(fù)使用六次后的碳酸銀XRD圖與新鮮的XRD圖基本一致，反映出本發(fā)明制備的碳酸銀催化劑穩(wěn)定性較好，可重復(fù)使用。
[0024]圖5，圖6為本發(fā)明方法制備的新鮮Ag2CO3光催化劑和重復(fù)使用六次后Ag2CO3光催化劑在可見光條件下光催化甲基橙、羅丹明B的降解曲線。由圖5可以看出在有催化劑作用下，新鮮碳酸銀催化劑在12min后將甲基橙完全降解，經(jīng)計算其降解率為91% ;重復(fù)使用6次后，仍可在30min內(nèi)將甲基橙降解完畢，經(jīng)計算其降解率為87%。由圖6，可以看出，新鮮碳酸銀催化劑在14min后將羅丹明B完全降解，經(jīng)計算其降解率為98% ;重復(fù)使用6次后，32min后降解完全，經(jīng)計算其降解率為62%。
[0025]綜合上述，本發(fā)明方法制備的可見光催化劑碳酸銀不僅具有高效的光催化活性，而且穩(wěn)定性好，可重復(fù)利用性強，便于生產(chǎn)實踐的應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1.一種可見光催化劑碳酸銀的制備方法，其特征在于:所述的碳酸銀光催化為非T12光催化劑；該碳酸銀的制備方法為在可溶性銀鹽中加入碳酸鹽，以此制得碳酸銀催化劑；所述制備方法的步驟如下:(I)所述的可溶性銀鹽溶液、碳酸鹽溶液的制備步驟分別為:將硝酸銀或氟化銀或醋酸銀固體溶于去離子水中，攪拌15分鐘，得到濃度為0.05-2mol/L的可溶性銀鹽溶液；將碳酸鹽固體溶于去離子水中，攪拌15分鐘，得到濃度為0.05-lmol/L的碳酸鹽溶液。2.溶液配置結(jié)束后，將碳酸鹽溶液用電位滴定儀以0.001?lOOml/s的速度滴加入可溶性銀鹽溶液中，滴加過程中保持攪拌，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌2.5h或轉(zhuǎn)移入水熱釜中，旋緊后加熱至60-250°C，加熱0.1-72小時，取出水熱釜，冷卻至常溫，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、50°C烘干、研磨得到黃色、亮黃色或者淺黃色的所述碳酸銀光催化劑且該催化劑為固體粉末狀，它在可見光下能降解甲基橙、羅丹明B等各種有機污染物，該催化劑的穩(wěn)定性強，可重復(fù)利用率高。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種在可見光下具有光催化活性的光催化劑碳酸銀的制備方法，屬于光催化領(lǐng)域。本發(fā)明以可溶性銀鹽和碳酸鹽為反應(yīng)物，應(yīng)用離子交換共沉淀法或水熱法，制備得到碳酸銀沉淀，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥后即可得到碳酸銀光催化劑。制備過程中，不摻雜任何犧牲劑，制備過程簡單，產(chǎn)物Ag2CO3的光催化效率高，催化劑穩(wěn)定性好，有利于生產(chǎn)實踐的廣泛應(yīng)用。
【IPC分類】B01J27/232, C01G5/00
【公開號】CN105521808
【申請?zhí)枴緾N201410517383
【發(fā)明人】蔣煒, 王曉燕, 梁斌
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月30日