一种负载型多级结构银-卤化银-二氧化钛复合可见光催化材料及其制备方法_2

文档序号:9296023阅读:来源:国知局
[0045] 其中,"严run"表示第一次循环,run"表示第二次循环,"沪run"表示第S 次循环,"4thrun"表示第四次循环,"5thrun"表示第五次循环。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。 阳047] 实施例1
[0048] 一种负载型多级结构银-面化银-二氧化铁复合可见光催化材料的制备方法,包 括W下步骤: W例 (1)将玻璃纤维依次浸溃在抑=1. 0的浓硫酸溶液W及抑=13. 0的氨氧化钟溶 液中,分别在90°C下回流3小时,冷却后抽滤分离出玻璃纤维,并用去离子水清洗至中性, 50°C下烘干,获得预处理后的玻璃纤维,备用。
[0050] 似将1. 5克硫酸锭缓慢加入到100毫升硫酸溶液化01摩尔/升)中,在冰水浴 中揽拌5分钟,获得溶解有硫酸锭的硫酸溶液;
[0051] 将1毫升四氯化铁逐滴加入到溶解有硫酸锭的硫酸溶液中,边滴边揽拌直至溶液 变透明,获得溶液A;
[0052] 取0. 5克预处理后的玻璃纤维沉浸至溶液A中,随后在90°C下回流3小时,冷却后 抽滤分离出玻璃纤维,用去离子水和乙醇交替清洗数次,6(TC下真空干燥后,制得球型二氧 化铁-玻璃纤维复合材料。
[0053] (3)将0. 12克聚甲基化咯烧酬和0. 035克硝酸银溶液加入40毫升乙二醇中,混合 均匀后得到溶液B;
[0054] 将0. 55克球型二氧化铁/玻璃纤维复合材料加入到溶液B中,获得混悬液; 阳化5] 将0. 024克漠化钟加入到20毫升乙二醇中,混合均匀后得到溶液C;
[0056] 将混悬液、溶液C混合,加热至60°C恒溫反应1. 5小时,所得产物用去离子水和乙 醇交替洗涂,制得漠化银-二氧化铁-玻璃纤维光催化材料。
[0057] (4)将面化银-二氧化铁/玻璃纤维光催化材料分散在50毫升去离子水中,用痛 灯照射30分钟,将所得产物用去离子水洗涂,并在60°C下真空干燥3小时W上,制得银-漠 化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料。
[0058] 该银-漠化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料的扫描电镜观察图见图1。
[0059] 实施例2~4 W60] 采用与实施例1相同的方法,但步骤(2)中四氯化铁的加入量改为:0. 5毫升、1. 5 毫升、2毫升,制备银-漠化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料。 阳OW] 对比例1
[0062] 采用与实施例1相同的方法,但步骤(2)中不加入预处理后的玻璃纤维,制备 银-漠化银-二氧化铁复合催化材料。
[0063] 该银-漠化银-二氧化铁复合催化材料的扫描电镜观察图见图2。 W64] 检测例1 阳0化]在可见光照射(波长> 420nm)下,W纯二氧化铁、渗杂银的二氧化铁(J.Phys.Chem.C, 2012, 116, 17721.)、渗杂销的二氧化铁(J.Mater.Chem.,2011,21,7596.)、商业化 P25作为对比,检测实施例1~4制备的银-漠化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料、 对比例1制备的银-漠化银-二氧化铁复合催化材料对甲基澄的降解率(催化剂用量20 毫克,催化时间110分钟),检测结果见表1。
[0066] 降解实验结束后,采用过滤方法回收实施例1~5制得的银-漠化银-二氧化铁 复合催化催化剂,并检测各催化剂的回收率,检测结果见表1。
[0067] 表 1
[0068]
[00例 由表1可见,在二维片层结构的二氧化铁颗粒中I,渗杂银/面化银可W显著提高催 化剂的催化性能;并且在负载于玻璃纤维等载体后,催化性能进一步提高,明显优于目前商 业化的催化剂(P25)和单纯渗杂银、销等贵金属的二氧化铁催化剂;负载型银/面化银/二 氧化铁复合催化剂的回收也较高,达到90 %W上。
[0070] 实施例5~8
[0071] 采用与实施例1相同的方法,但步骤(2)中硫酸锭的加入量改为:0. 005克、0. 01 克、0. 02克、0. 05克,制备银-漠化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料。 阳0巧检测例2
[0073] 采用与实施例1相同的方法,检测实施例5~8制备的银-漠化银-二氧化铁-玻 璃纤维复合催化材料对甲基澄的降解率,检测结果见表2。
[0074] 表 2 阳0巧]

[007d由表2可见,随着硫酸锭加入量的增多,二氧化铁颗粒表面插层孔桐增多,二氧化 铁颗粒的比表面积增大,使得光催化材料的催化性能逐渐提高。另外,硫酸锭加入量过多, 导致形成完整多孔二氧化铁的颗粒减少,载体上负载的催化剂减少,导致催化性能有所下 降。由于负载于玻璃纤维表面,催化剂的回收率基本保持不变。
[0077] 实施例9~11
[0078] 采用与实施例1相同的方法,但步骤(3)中硝酸银和漠化钟的加入量改为:0. 035 克与0. 048克、0. 035克与0. 012克、0. 035克与0. 006克,制备银-漠化银-二氧化铁-玻 璃纤维复合催化材料。 阳〇79] 检测例3
[0080] 采用与实施例1相同的方法,检测实施例9~11制备的银-漠化银-二氧化铁-玻 璃纤维复合催化材料对甲基澄的降解率,检测结果见表3。
[0081] 表 3
[0082]
阳083] 由表3可见,在一定范围内,漠化钟加入量的越少,生成的漠化银沉淀越少,进而 导致还原生成的银的减少,催化剂性能逐渐降低。
[0084] 实施例12~15
[0085] 采用与实施例1相同的方法,但步骤(4)中痛灯照射时间改为:20分钟、25分钟、 35分钟、40分钟,制备银-漠化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料。 阳〇86] 检测例2
[0087] 采用与实施例1相同的方法,检测实施例12~15制备的银-漠化银-二氧化 铁-玻璃纤维复合催化材料对甲基澄的降解率,检测结果见表4。
[0088] 表 4
[0089]

[0090] 由表4可见,痛灯照射时间越长,还原生成的银越多,催化剂的催化性能逐渐提 高。但照射时间过长,导致所有的漠化银变成单质银,银/漠化银对催化剂的促进作用减 弱,催化性能又开始下降。 柳川检测例4
[0092] 取实施例1的银-漠化银-二氧化铁-玻璃纤维复合催化材料,采用与检测例1 相同的方法检测其对甲基澄的降解率,降解结束后再回收、降解,如此循环降解5次,检测 该催化剂的稳定性,检测结果见表5。
[0093] 表 5
[0094]
[0095] 由表5可见,将银、漠化银、二氧化铁负载于玻璃纤维等载体表面,不仅可W进一 步提高催化性能,还显著改善催化剂的回收。
【主权项】
1. 一种负载型多级结构银-卤化银-二氧化钛复合可见光催化材料的制备方法,其特 征在于,包括以下步骤: (1) 将载体材料依次浸渍在强酸溶液和强碱溶液中作回流处理,获得预处理后的载体 材料; (2) 将铵盐或钠盐、四氯化钛依次加入到浓度为0. 1 %~1 %的强酸溶液中,获得溶液 A,将所述预处理后的载体材料加入到溶液A中作回流处理,获得负载型二氧化钛光催化材 料; (3) 将聚电解质稳定剂、含银离子盐、有机溶剂以(0. 3~0. 4)克:(0. 08~0. 09)克: 100毫升的比例混合,获得溶液B,将所述负载型二氧化钛光催化材料以(0.4~0.6)克:40 毫升的比例加入到溶液B中,获得混悬液; 将卤化盐、有机溶剂以(0. 08~0. 09)克:100毫升的比例混合,获得溶液C ; 将混悬液、溶液C以体积比5 :1~1:1混合,加热至60°C恒温反应1~2小时,获得负 载型卤化银-二氧化钛光催化材料; (4) 对所述负载型卤化银-二氧化钛光催化材料作光还原处理,获得所述负载型多级 结构银-卤化银-二氧化钛复合可见光催化材料。2. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,将载体材料依次浸渍在pH 为I. 〇的强酸溶液以及pH为13的强碱溶液中,在90°C下回流2. 5~3. 5小时。3. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,将四氯化钛以1~1. 5毫 升:100毫升的比例逐滴加入到强酸溶液中。4. 如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,铵盐或钠盐与四氯化钛的 投加比例为0. 01~0. 04克:1毫升。5. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述光还原处理为:将所 述负载型卤化银-二氧化钛光催化材料分散在去离子水中,用疝灯照射25~35分钟。6. -种权利要求1~5任一一项所述制备方法制得的负载型多级结构银-卤化银-二 氧化钛复合可见光催化材料。
【专利摘要】本发明公开了一种负载型多级结构银-卤化银-二氧化钛复合可见光催化材料及其制备方法。本发明通过载体预处理-直接水解-生成卤化银-光还原四个步骤,将纳米级银/卤化银颗粒、亚微米级二氧化钛颗粒牢固负载于不同类型载体上,制备获得负载型多级结构银-卤化银-二氧化钛复合可见光催化材料,整个制备过程操作简便,过程可控,具有良好的重复性;并且产物得率在80%以上;制得的光催化材料具有高效的可见光催化性能,易于回收,可以反复多次使用,具有很强的实用价值。
【IPC分类】B01J27/135
【公开号】CN105013516
【申请号】CN201510391315
【发明人】陈涛
【申请人】杭州臣工环保科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月1日
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