一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法，具体步骤如下：向硝酸银溶液中滴加稀氨水，边滴加边振荡，直到最初出现的沉淀又恰好完全溶解为止，得到银氨溶液；将膨润土加入到去离子水中浸泡10～12h，将银氨溶液滴加到浸泡过的膨润土悬浊液当中，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌，搅拌结束后水浴中老化24h，经洗涤烘干，得到氧化银柱撑的膨润土；将得到的氧化银柱撑的膨润土加入到无水乙醇中，搅拌中加入磷钨酸，至磷钨酸溶解后，搅拌并老化，再用无水乙醇洗数次后真空干燥，即得到膨润土负载磷钨酸银催化剂。膨润土的层结构被磷钨酸银的Keggin结构撑开，扩大了比表面积，使膨润土的内层表面积可以吸附更多污染物。
【专利说明】一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理领域，涉及一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法，尤其 涉及一种用于处理有机废水的光催化材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，伴随工业技术的飞速发展，人类赖以生存的水资源均受到不同程度的污染， 水资源污染已经成为世界各国面临的亟待解决的问题。水中的污染物，特别是有毒有机污 染物的存在，不仅造成环境污染、生态破坏，而且严重危害人类健康。这些有机污染物包括 多环芳烃、多氯联苯、农药、环境干扰素、染料等。
[0003] 磷钨酸银因其吸收可见光、催化活性高、价廉、无毒等优点而倍受关注。此外，磷钨 酸银由于具有杂多酸的Keggin结构而具有特别高的稳定性。然而，低转换效率限制了其大 规模的环境应用，因此，如何提高磷钨酸银的可见光催化效率是亟待解决的问题。影响磷钨 酸银光催化效率的因素主要包括光的利用效率、光生电子-空穴的利用效率、稳定性等，而 这些因素又极大地依赖于磷钨酸银自身的性质，如晶体结构、比表面积、形貌结构等。大比 表面积有利于提高表面反应和提供更多的活性中心，因此，合成同时具有较大比表面积、较 1?结晶度和1?稳定性的空心结构憐鹤酸银将有利于提1?光催化效率，这仍是目如的一挑战 性课题。
[0004] 膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩。蒙脱石的结构特征为一种含水的层 状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝（镁）氧（氢氧）八面体组成，属于2:1 型的三层粘土矿物。晶层间的距离为0. 96?2. 14nm，这些纳米片层层叠在一起，形成几百 纳米到几微米的粘土颗粒，在膨润土层间有可以交换的阳离子。膨润土在水处理方面有较 多的应用，但仅局限于吸附处理，其本身没有催化能力。但膨润土层状的纳米片层结构是良 好的催化载体，其负载机理是通过阳离子交换，将催化活性物质交换到膨润土层间。但磷酸 银属于固体盐，难以直接将其固定到膨润土层间。
[0005] 膨润土是一种常见催化剂载体，但其一般负载机理是通过阳离子交换，将催化活 性物质交换到膨润土层间，磷酸银属于固体盐，难以直接植入到膨润土层间。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的 制备方法。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008] -种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法采用以下方法制得：
[0009] 1)称取2?2. 4mmol硝酸银，配置成10?15mmol/L溶液，向该溶液中滴加稀氨 水，边滴加边振荡，直到最初出现的沉淀又恰好完全溶解为止，得到银氨溶液；
[0010] 2)称取20g膨润土，加入到去离子水80?100mL浸泡10?12h,将银氨溶液滴加 到浸泡过的膨润土悬浊液当中，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌3?4h，搅拌结束后在 水浴80?85°C中老化24h，老化结束后水洗4?5次，80?100°C下烘干，得到氧化银柱撑 的膨润土；
[0011] 3)将得到的氧化银柱撑的膨润土加入到100?140mL无水乙醇中，搅拌中加入 1?1. 5mmol磷鹤酸，至磷鹤酸溶解后，继续搅拌4?6h，老化6?8h，老化结束后用无水乙 醇洗数次60?75°C下真空干燥，即得到膨润土负载磷钨酸银催化剂。
[0012] 本发明的有益效果是：
[0013] 1.先将银离子交换到膨润土层间，再在碱性条件下水解成氧化银而固定在膨润土 层间。将氧化银柱撑的膨润土分散在无水乙醇中，可以充分溶解磷钨酸，并限制银离子的移 动，磷钨酸和氧化银反应生成磷钨酸银，而被固定在膨润土层间，生成的水则和乙醇互溶而 不会滞留膨润土层间。
[0014] 2.膨润土的层结构被磷钨酸银的Keggin结构撑开，扩大了比表面积，使膨润土的 内层表面积可以吸附更多污染物。
[0015] 3.利用膨润土的纳米片层结构，增加催化剂和载体的吸附能力，提高降解效率。
[0016] 4.磷钨酸银仍然可以发挥纳米效应，并容易从水中分离。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1
[0018] 称取2. 4mmol硝酸银,配置成15mmol/L溶液，向该溶液中滴加稀氨水，边滴加边振 荡，直到最初出现的沉淀又恰好完全溶解为止，得到银氨溶液；称取20g膨润土，加入到去 离子水100mL浸泡12h，将银氨溶液滴加到浸泡过的膨润土悬浊液当中，边滴加边搅拌，滴 加完成后继续搅拌4h，搅拌结束后在水浴85°C中老化24h，老化结束后水洗5次，10(TC下烘 干，得到氧化银柱撑的膨润土；将得到的氧化银柱撑的膨润土加入到140mL无水乙醇中，搅 拌中加入1. 5mmol磷钨酸，至磷钨酸溶解后，继续搅拌6h，老化8h，老化结束后用无水乙醇 洗数次75°C下真空干燥，即得到膨润土负载磷钨酸银催化剂。
[0019] 将得到的膨润土负载磷钨酸银催化剂进行比表面积分析，其比表面积为362. 3m2/ g，而为改性膨润土的比表面积仅为82. lm2/g ;膨润土的层间距也有原来的1. 5nm增加到 2. lnm。将得到的膨润土负载磷鹤酸银催化剂加入到装有100mL浓度为30mg/L的Orange II废水中，在500w碘钨灯照射下，反应50分钟，脱色率为95. 3%。而在相同条件下，同样 量的磷钨酸银对污染物的去除效率仅为60. 4%。
[0020] 实施例2
[0021] 称取2_〇1硝酸银，配置成10mmol/L溶液，向该溶液中滴加稀氨水，边滴加边振 荡，直到最初出现的沉淀又恰好完全溶解为止，得到银氨溶液；称取20g膨润土，加入到去 离子水80mL浸泡10h，将银氨溶液滴加到浸泡过的膨润土悬浊液当中，边滴加边搅拌，滴加 完成后继续搅拌3h，搅拌结束后在水浴80°C中老化24h，老化结束后水洗4次，80°C下烘干， 得到氧化银柱撑的膨润土；将得到的氧化银柱撑的膨润土加入到100mL无水乙醇中，搅拌 中加入lmmol磷钨酸，至磷钨酸溶解后，继续搅拌4h，老化6h，老化结束后用无水乙醇洗数 次60°C下真空干燥，即得到膨润土负载磷钨酸银催化剂。
[0022] 将得到的膨润土负载磷钨酸银催化剂加入到装有100mL浓度为30mg/L的 OrangeII废水中，在500w碘钨灯照射下，反应50分钟，脱色率为92. 1 %。
【权利要求】
1. 一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法，其特征是依次包括如下步骤： 1) 称取2?2. 4mmol硝酸银,配置成10?15mmol/L溶液，向该溶液中滴加稀氨水，边 滴加边振荡，直到最初出现的沉淀又恰好完全溶解为止，得到银氨溶液； 2) 称取20g膨润土，加入到去离子水80?100mL浸泡10?12h,将银氨溶液滴加到浸 泡过的膨润土悬浊液当中，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌3?4h，搅拌结束后在水浴 80?85°C中老化24h，老化结束后水洗4?5次，80?100°C下烘干，得到氧化银柱撑的膨 润土； 3) 将得到的氧化银柱撑的膨润土加入到100?140mL无水乙醇中，搅拌中加入1? 1. 5mmol磷鹤酸，至磷鹤酸溶解后，继续搅拌4?6h，老化6?8h，老化结束后用无水乙醇洗 数次60?75°C下真空干燥，即得到膨润土负载磷钨酸银催化剂。
【文档编号】C02F1/30GK104056664SQ201410302760
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】马建锋, 王凯, 李良银, 姚超 申请人:常州大学