一種可見光納米復(fù)合光催化材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可見光納米復(fù)合光催化材料 AgSb03/Sn02&其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前應(yīng)用最廣泛的TiO2光催化劑具有優(yōu)秀的活性和穩(wěn)定性，但需要紫外光（只占 太陽光譜中的4. 5%)來激發(fā)才能產(chǎn)生光催化活性，嚴(yán)重地限制了它的實(shí)際應(yīng)用。因此，非 常有必要合成新型的能有效利用太陽光中的可見光（占太陽光譜中的45% )的光催化劑。 其中一種策略就是開發(fā)更有效的新型可見光光催化劑（如CdS，W03, Cu2O, Bi2O3等），在太陽 能凈化環(huán)境污染中得到實(shí)際應(yīng)用。而在眾多新型光催化劑中，Ag基催化劑如Ag 3P04、AgSb03、 Ag20、AgV03、AgX(X = Br, I)、AgNb03、AgM02(M = Al, Ga, In 等）、Ag2C03等更是具有很強(qiáng)的可 見光光催化活性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)可見光光催化劑（N_Ti0 2、P25等），有些甚至達(dá)到它們的20 倍。
[0003] 雖然很多含銀化合物具有很強(qiáng)的可見光光催化活性，但是這些含銀化合物在光催 化反應(yīng)過程中很不穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研宄發(fā)現(xiàn)銀基化合物在降解有機(jī)污染物的過程中光催 化活性會(huì)逐漸降低，且降解反應(yīng)完成后，該光催化劑的XRD上有金屬銀相出現(xiàn)。說明在光催 化反應(yīng)中，銀離子被還原成了金屬銀，從而降低了催化劑的活性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有的光催化材料存在的不足，本發(fā)明提供了一種可見光納米復(fù)合光催 化材料AgSb0 3/Sn02&其制備方法。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料是由八8513〇3與SnO 2復(fù)合而成。
[0007] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料的制備方法的具體步驟如下：
[0008] 將每0. 02moL六8勵(lì)3溶于對(duì)應(yīng)IOOmL去離子水中，將AgNO 3與NaSbO 3按照摩爾比 I :1.0-1.3的比例混合攪拌0.5-2h，然后按Sn(0H)4:AgN03= 0.01-1:1的摩爾比例加入 Sn(OH)4，攪拌混合l-3h，倒入反應(yīng)釜中，在150-200 °C的條件下反應(yīng)10-20小時(shí)，離心烘干 即可得到八〖513〇3/511〇2復(fù)合光催化納米材料。
[0009] 優(yōu)選：將似513〇3與AgNO 3按照摩爾比I. 1:1的比例混合攪拌lh。
[0010] 所述的Sn (OH)4的制備方法如下：
[0011] 將SnCl4 · 5H20溶于pH在1~2之間的稀鹽酸中，逐漸緩慢滴加濃度為0· 5mol/L 的稀氨水，SnCl4 · 5H20與稀氨水的摩爾比為1 :4,反應(yīng)終點(diǎn)為溶液呈白色膠狀且無沉淀，反 應(yīng)結(jié)束，陳化24小時(shí)后洗滌離心除去氯離子，60°C烘干即可得到Sn (OH)4納米粒子。
[0012] 優(yōu)選：加入Sn (OH)4后攪拌混合2h。
[0013] 優(yōu)選：在180°C的條件下反應(yīng)15小時(shí)。
[0014] 本發(fā)明的積極效果如下：
[0015] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料是將八8513〇3與SnO2復(fù)合，由于AgSbO 3的導(dǎo)帶 位置高于SnO2的導(dǎo)帶位置，光催化反應(yīng)中，AgSbO 3導(dǎo)帶上的光生電子就會(huì)向SnO 2的導(dǎo)帶上 轉(zhuǎn)移，使得AgSbO3的銀離子不被光生電子還原，從而有效地改善了它的穩(wěn)定性。同時(shí)，被轉(zhuǎn) 移到SnO 2導(dǎo)帶上的光生電子與降解溶液中的0 2生成超氧自由基（0 ·)，再依次生成HOO ·、 HO ·自由基，這些活性基團(tuán)的活性很強(qiáng)，能降解有機(jī)污染物，這種方法即提高了含銀化合物 的穩(wěn)定性，又不需添加任何犧牲劑。并且催化活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本發(fā)明的可見光納米復(fù)合 光催化材料在可見光照射下60min內(nèi)對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到了 95%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料是由八8513〇3與SnO 2復(fù)合而成。
[0019] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料的制備方法的具體步驟如下：
[0020] 取0. 02moL AgNO3溶于IOOmL去離子水中，將NaSbO 3與AgNO 3按照摩爾比I : 1的 比例混合攪拌0. 5h，然后按Sn (OH) 4:AgN0 3= 0. 3:1的摩爾比例加入Sn (OH) 4，攪拌混合lh， 倒入反應(yīng)釜中，在150°C的條件下反應(yīng)20小時(shí)，離心烘干即可得到AgSb0 3/Sn02復(fù)合光催化 納米材料。
[0021] 所述的Sn (OH) 4的制備方法如下：
[0022] 將SnCl4 · 5H20溶于pH在1~2之間的稀鹽酸中，逐漸緩慢滴加濃度為0· 5mol/L 的稀氨水，SnCl4 · 5H20與稀氨水的摩爾比為1 :4,反應(yīng)終點(diǎn)為溶液呈白色膠狀且無沉淀，反 應(yīng)結(jié)束，陳化24小時(shí)后洗滌離心除去氯離子，60°C烘干即可得到Sn (OH)4納米粒子。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料是由八8513〇3與SnO 2復(fù)合而成。
[0025] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料的制備方法的具體步驟如下：
[0026] 取0· 02moL AgNO3溶于IOOmL去離子水中，將NaSbO 3與AgNO 3按照摩爾比L 3 :1 的比例混合攪拌2h，然后按Sn (OH) 4:AgN0 3= 0. 4:1的摩爾比例加入Sn (OH) 4，攪拌混合3h， 倒入反應(yīng)釜中，在200°C的條件下反應(yīng)10小時(shí)，離心烘干即可得到AgSb0 3/Sn02復(fù)合光催化 納米材料。
[0027] 所述的Sn (OH) 4的制備方法如下：
[0028] 將SnCl4 · 5H20溶于pH在1~2之間的稀鹽酸中，逐漸緩慢滴加濃度為0· 5mol/L 的稀氨水，SnCl4 · 5H20與稀氨水的摩爾比為1 :4,反應(yīng)終點(diǎn)為溶液呈白色膠狀且無沉淀，反 應(yīng)結(jié)束，陳化24小時(shí)后洗滌離心除去氯離子，60°C烘干即可得到Sn (OH)4納米粒子。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料是由八8513〇3與SnO 2復(fù)合而成。
[0031] 本發(fā)明的可見光納米復(fù)合光催化材料的制備方法的具體步驟如下：
[0032] 取0. 02moL AgNO3溶于IOOmL去離子水中，將NaSbO 3與AgNO 3按照摩爾比I. 1 :1 的比例混合攪拌lh，然后按Sn (OH) 4:AgN0 3= 0. 6:1的摩爾比例加入Sn (OH) 4，攪拌混合2h， 倒入反應(yīng)釜中，在180°C的條件下反應(yīng)15小時(shí)，離心烘干即可得到AgSb0 3/Sn02復(fù)合光催化 納米材料。
[0033] 所述的Sn (OH)4的制備方法如下：
[0034] 將SnCl4 · 5H20溶于pH在1~2之間的稀鹽酸中，逐漸緩慢滴加濃度為0· 5mol/L 的稀氨水，SnCl4 · 5H20與稀氨水的摩爾比為1 :4,反應(yīng)終點(diǎn)為溶液呈白色膠狀且無沉淀，反 應(yīng)結(jié)束，陳化24小時(shí)后洗滌離心除去氯離子，60°C烘干即可得到Sn (OH)4納米粒子。
[0035] 催化活性實(shí)驗(yàn)：
[0036] 將本發(fā)明實(shí)施例1-3所制備的AgSb03/Sn02納米復(fù)合光催化劑以及純的AgSbO 3， SnO2催化劑進(jìn)行催化活性評(píng)價(jià)。
[0037] 可見光催化活性是通過在室溫下可見光光催化降解亞甲基藍(lán)來評(píng)估樣品的活性。 實(shí)驗(yàn)過程如下：以直徑約7cm的燒杯為反應(yīng)器，將0.1 g樣品分散在20mL濃度為10mg/L的 亞甲基藍(lán)溶液中。光照前，在暗室先讓催化劑、亞甲基藍(lán)和水達(dá)到一個(gè)吸附-脫附平衡。用 裝有紫外光截止濾波片的300W氙燈充當(dāng)可見光光源（λ彡420nm)。將反應(yīng)器置于距光源 IOcm處，且使光束垂直于樣品照射，每光照10分鐘后檢測(cè)一次溶液中亞甲基藍(lán)的濃度，亞 甲基藍(lán)的濃度由紫外可見光譜儀（UV-2550)測(cè)定。
[0038] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
[0039] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可見光納米復(fù)合光催化材料，其特征在于：所述的復(fù)合光催化材料是由AgSbO3 與SnO2復(fù)合而成。
2. -種制備如權(quán)利要求1所述的可見光納米復(fù)合光催化材料的方法，其特征在于：所 述方法的具體步驟如下： 將每0. 02moLAgNCV^于對(duì)應(yīng)IOOmL去離子水中，將AgNO3與NaSbO3按照摩爾比1 : 1.0-1. 3的比例混合攪拌0.5-2h，然后按Sn(OH)4AgNO3= 0.01-1:1的摩爾比例加入 Sn(OH)4，攪拌混合l-3h，倒入反應(yīng)釜中，在150-200 °C的條件下反應(yīng)10-20小時(shí)，離心烘干 即可得到八〖513〇3/511〇 2復(fù)合光催化納米材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：將AgNO3與NaSbO3按照摩爾比I:1. 1 的比例混合攪拌lh。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的Sn(OH) 4的制備方法如下： 將SnCl4 *5H20溶于pH在1~2之間的稀鹽酸中，逐漸緩慢滴加濃度為0. 5mol/L的稀 氨水，SnCl4 ? 5H20與稀氨水的摩爾比為1 :4,反應(yīng)終點(diǎn)為溶液呈白色膠狀且無沉淀，反應(yīng)結(jié) 束，陳化24小時(shí)后洗滌離心除去氯離子，60°C烘干即可得到Sn(OH)4納米粒子。
5. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：加入Sn(OH) 4后攪拌混合2h。
6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：在180°C的條件下反應(yīng)15小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可見光納米復(fù)合光催化材料及其制備方法，本發(fā)明將AgSbO3與SnO2復(fù)合，由于AgSbO3的導(dǎo)帶位置高于SnO2的導(dǎo)帶位置，光催化反應(yīng)中，AgSbO3導(dǎo)帶上的光生電子就會(huì)向SnO2的導(dǎo)帶上轉(zhuǎn)移，使得AgSbO3的銀離子不被光生電子還原，從而有效地改善了它的穩(wěn)定性。同時(shí)，被轉(zhuǎn)移到SnO2導(dǎo)帶上的光生電子與降解溶液中的O2生成超氧自由基(O2-·)，再依次生成HOO·、HO·自由基，這些活性基團(tuán)的活性很強(qiáng)，能降解有機(jī)污染物，這種方法即提高了含銀化合物的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本發(fā)明的復(fù)合光催化材料在可見光照射下60min內(nèi)對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到了95％以上。
【IPC分類】B01J23-68
【公開號(hào)】CN104815654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510165472
【發(fā)明人】梁英
【申請(qǐng)人】湖北文理學(xué)院
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日