一种铬酸银/溴化银复合光催化剂的制备方法与流程

本发明属于光催化剂技术领域，涉及一种ag2cro4/agbr复合光催化剂的制备方法。

背景技术：

半导体尤其是含银的一系列光催化剂，如ag2cro4，ag3po4，ag2co3和aggao2具有可见光响应。文献1(shuxinouyang,etal.correlationofcrystalstructures,electronicstructures,andphotocatalyticpropertiesinaseriesofag-basedoxides:agalo2,agcro2,andag2cro4[j].j.phys.chem.c,2008,112:3134-3141)报道了ag2cro4在可见光照射下表现出极好的催化分解活性，在120min内对甲基橙的降解达88％。然而银基化合物普遍存在光腐蚀的问题，ag2cro4也不例外，单相ag2cro4光催化剂不稳定，催化过程中光生电子与空穴易复合，催化周期短，催化效率低。因此，提高ag2cro4光催化剂的稳定性是发展ag2cro4光催化剂的必要手段。

不少研究通过掺杂对比单相ag2cro4和ag2cro4基复合材料的催化活性及稳定性，取得一定的成果。文献2(mahsapirhashemi,etal.zno/agbr/ag2cro4nanocompositeswithtandemn-nheterojunctionsasnovelvisible-light-drivenphotocatalystswithexcellentactivity[j].ceramicsinternational,2015,41:14383–14393)报道了zno/agbr/ag2cro4三元复合光催化剂，虽然复合zno提高了ag2cro4光催化剂的稳定性，催化剂的循环性能较好，可循环利用4次而基本上不发生光腐蚀，但是其降解速率特别慢，其中zno/agbr/ag2cro4(30％)降解效果最好，将rhb降解完全需180min以上。文献3(lifangzhu,etal.fabricationofagbr/ag2cro4compositesforenhancedvisible-lightphotocatalyticactivity[j].ceramicsinternational,2015,41:12509-12513.)采用阳离子交换法复合ag2cro4和agbr制备光催化剂，但由于ag2cro4和agbr溶度积接近，简单的阳离子交换复合法并不能使ag2cro4和agbr形成紧密结合，不能形成有效的异质结，在光反应后期，由于催化剂受到光腐蚀而大大降低了反应速率，而且该法制得的二元催化剂暗反应所需时间较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工艺简单、光催化效率较高的ag2cro4/agbr复合光催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铬酸银/溴化银复合光催化剂的制备方法，具体步骤如下：

避光搅拌下，将ag⁺的可溶盐溶液逐滴滴入cro4^2-和br^-的碱金属盐的混合溶液中，搅拌纯化20～24h，将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr复合催化剂，其中，ag2cro4与agbr的摩尔比为4:1～1:20。

优选地，所述的ag⁺的可溶盐选自agno3或ch3cooag。

优选地，所述的cro4^2-和br^-的碱金属选自k2cro4和kbr或na2cro4和nabr。

优选地，所述的cro4^2-的浓度为0～0.02mol/l，br^-的浓度为0～0.04mol/l，但不包括0。

优选地，所述的ag2cro4与agbr的摩尔比为1:10～1:20。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)原料易得，工艺简单，通过共沉淀法制备，无需加热，工艺极为简单，易于操作，可调控性强；

(2)采用共沉淀法引入agbr，ag2cro4和agbr的禁带宽度(ag2cro4的带边位置evb＝2.24ev，ecb＝0.47ev；agbr的带边位置为evb＝2.54ev，ecb＝0.07ev)较为匹配，可以形成异质结结构，抑制光生电子-空穴对的复合，显著提高复合光催化剂的催化性能，有效降解有机污染物，可见光条件下，30min即可完全降解罗丹明b(rhb)。

附图说明

图1为实施例1-5制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂、对比例1制备的ag2cro4和对比例2制备的agbr的xrd图谱。

图2为对比例1制备的ag2cro4(a)和实施例3制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂(b)的扫描电子显微镜(sem)图。

图3为实施例1-5制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂、对比例1制备的ag2cro4和对比例2制备的agbr的紫外-可见漫反射(drs)光谱图。

图4为实施例1-5制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂、对比例1制备的ag2cro4和对比例2制备的agbr对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图。

图5为对比例3制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的ag2cro4/agbr复合光催化剂，其名义组分为ag2cro4/agbr(x:1)，x表示ag2cro4的摩尔比。

实施例1

本实施例的ag2cro4/agbr(x:1)二元复合光催化剂，其中x＝4，具体制备步骤如下：

a)称取4/45mmolk2cro4和1/45mmolkbr，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

b)称取0.2mmolagno3，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

c)将k2cro4和kbr混合溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入agno3溶液，然后在室温下避光搅拌纯化24h。将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr(4:1)二元复合样品。

如图1所示，其xrd图谱与ag2cro4的xrd图谱相对照，可看到ag2cro4、agbr的特征峰，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在700nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，120min对罗丹明b(rhb)的降解达80％。

实施例2

本实施例的ag2cro4/agbr(x:1)复合光催化剂，其中x＝2，具体制备步骤如下：

a)称取1/25mmolk2cro4和1/50mmolkbr，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

b)称取0.2mmolagno3，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

c)将k2cro4和kbr混合溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入agno3溶液，然后在室温下避光搅拌纯化24h。将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr(2:1)二元复合样品。

如图1所示，其xrd图谱与ag2cro4的xrd图谱相对照，可看到ag2cro4、agbr的特征峰，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在700nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，60min对罗丹明b(rhb)的降解达80％。

实施例3

本实施例的ag2cro4/agbr(x:1)复合光催化剂，其中x＝1，具体制备步骤如下：

a)称取1/15mmolk2cro4和1/15mmolkbr，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

b)称取0.2mmolagno3，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

c)将k2cro4和kbr混合溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入agno3溶液，然后在室温下避光搅拌纯化24h。将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr(1:1)二元复合样品。

如图1所示，其xrd图谱与ag2cro4的xrd图谱相对照，可看到ag2cro4、agbr的特征峰，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在700nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，60min对罗丹明b(rhb)的降解达90％。

实施例4

本实施例的ag2cro4/agbr(x:1)复合光催化剂，其中x＝0.1，具体制备步骤如下：

a)称取1/60mmolk2cro4和1/6mmolkbr，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

b)称取0.2mmolagno3，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

c)将k2cro4和kbr混合溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入agno3溶液，然后在室温下避光搅拌纯化24h。将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr(1:10)二元复合样品。

如图1所示，其xrd图谱与ag2cro4的xrd图谱相对照，可看到ag2cro4、agbr的特征峰，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在700nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，30min对罗丹明b(rhb)的降解达85％。

实施例5

本实施例的ag2cro4/agbr(x:1)复合光催化剂，其中x＝0.05，具体制备步骤如下：

a)称取1/110mmolk2cro4和2/11mmolkbr，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

b)称取0.2mmolagno3，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

c)将k2cro4和kbr混合溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入agno3溶液，然后在室温下避光搅拌纯化24h。将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr(1:20)二元复合样品。

如图1所示，其xrd图谱与ag2cro4的xrd图谱相对照，可看到ag2cro4、agbr的特征峰，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在700nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，30min对罗丹明b(rhb)的降解达93％。

对比例1

ag2cro4的制备

称取0.1mmolk2cro4，加入50ml去离子水使其溶解得澄清溶液a。称取0.2mmolagno3溶于50ml去离子水得溶液b。将溶液b逐滴加入溶液a中，室温避光搅拌24h，离心洗涤烘干沉淀，即得红棕色纯相ag2cro4样品。

其xrd图谱如图1所示，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在700nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，180min对罗丹明b(rhb)的降解达53％。

对比例2

agbr的制备

称取0.2mmolkbr，加入50ml去离子水使其溶解得澄清溶液a。称取0.2mmolagno3溶于50ml去离子水得溶液b。将溶液b逐滴加入溶液a中，室温避光搅拌24h后，离心洗涤烘干沉淀，即得淡黄绿色纯相agbr样品。

其xrd图谱如图1所示，其drs光谱如图3所示，可见其吸收限约在500nm处，可响应可见光。其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图4所示，120min对罗丹明b(rhb)的降解达78％。

对比例3

阳离子交换法制备ag2cro4/agbr复合光催化剂。

本对比例的ag2cro4/agbr(x:1)二元复合光催化剂，其中x＝2，具体制备步骤如下：

a)称取0.08mmolk2cro4，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解，称取0.04mmolkbr，溶于50ml去离子水中，置于另一磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

b)称取0.2mmolagno3，溶于50ml去离子水中，置于磁力搅拌器上室温搅拌直至其完全溶解。

c)将k2cro4溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入40ml步骤b)得到的agno3溶液，当出现ag2cro4沉淀时，再将剩余的10mlagno3溶液滴入系统中，然后在室温下避光搅拌3h。

d)将步骤c)得到的混合溶液继续置于磁力搅拌器上室温避光搅拌，逐滴加入步骤a)得到的kbr溶液，并避光搅拌1h，将沉淀离心洗涤烘干，得到ag2cro4/agbr(2:1)二元复合样品。

其对有机染料罗丹明b(rhb)的降解效果图如图5所示，90min对罗丹明b(rhb)的降解达70％。而采用共沉淀法，如图4所示，90min对罗丹明b(rhb)的降解达80％，说明本发明采用共沉淀法制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂的催化效率优于阳离子交换法制备的ag2cro4/agbr复合光催化剂。