Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及光催化技术领域，更为具体地说，设及Ag/AgCl/La半导体异质结光催 化剂的制备方法及应用。
【背景技术】
[0002] 近些年来，氮氧化物（NOx)、硫化物、挥发性有机化合物（VOCs)等空气污染物导致 室内空气质量较差，严重影响人的健康。由于人的一生在室内度过的时间大约有80%或W 上，因此从某种意义上而言，室内空气污染已经成为危害人体健康的主要隐形杀手。与此同 时，随着社会和文明的进步，人们对生活环境的要求也越来越高，因此，室内空气的处理也 就越来越受人们的关注。
[0003] 目前，由于光催化技术能够深度氧化NOx、硫化物、VOCs等空气污染物并且极少产 生二次污染，因此，光催化技术在处理生活环境方面展现出了其独特的优越性，并表现出了 广阔的应用前景。
[0004] 但是，目前多数的光催化剂由于光响应范围窄，太阳能（可见光）利用率低，光生 电子和空穴复合严重等问题的存在而阻碍光催化技术的应用。因此，寻求一种光能利用率 高，光催化性能稳定的光催化剂乃当务之急。氨氧化铜化a(0H)3)具有良好的化学惰性、光 热稳定性W及很强的紫外光活性等性能。然而，La(0H)3的可见光吸收很低，因而限制了其 在光催化技术方面的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法及应 用，W解决【背景技术】所述的光催化剂的光生电子和空穴复合严重的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
[0007] 本发明提供了Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法，该制备方法包括：
[000引 SOI:将硝酸银、氯化钢和棒状氨氧化铜分别溶解于水中，并分别超声30min，形成 硝酸银溶液、氯化钢溶液和氨氧化铜溶液；
[0009] S02 :将硝酸银溶液滴入氨氧化铜溶液中，磁力揽拌均匀，形成混合溶液A;
[0010] S03 :将氯化钢溶液逐滴加入上述混合溶液A中，继续磁力揽拌15min-120min，并 反应形成混合溶液B;
[0011] S04 :反应结束后，将上述混合溶液B静置15min-60min，并产生分层；
[0012] S05 :将分层后的混合溶液B中的上清溶液倒掉，留取下层浑浊溶液；
[0013] S06 :将上述浑浊溶液离屯、分离、过滤、水洗及有机溶剂洗涂，得到固体物质；
[0014] S07 :将固体物质干燥，得到Ag/AgCl/La。
[0015] 优选地，所述Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的形状为硝酸银和氯化钢反应 生成的氯化银负载在棒状氨氧化铜的表面上。
[0016] 优选地，所述氯化银与棒状氨氧化铜的质量比为20% -100%。
[0017] 优选地，所述氯化银与棒状氨氧化铜的质量比为50%。
[001引优选地，所述氯化银的粒径为0.5μπι-1μπι;所述棒状氨氧化铜的直径为 5nm-30nm，且所述棒状氨氧化铜的长度为30nm-2000nm。
[0019] 优选地，所述棒状氨氧化铜的直径为8nm-10nm，且所述棒状氨氧化铜的长度为 1500nm-2000nm。
[0020] 优选地，所述有机溶剂为乙醇。
[0021] 优选地，步骤S07中所述将固体物质干燥为在溫度为50°C-100°C的溫度下干燥固 体物质。
[0022] 优选地，步骤S07中所述将固体物质干燥为在溫度为60°C的溫度下干燥固体物 质。
[0023] 本发明还提供了Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的应用，由Ag/AgCl/La半导 体异质结光催化剂制备方法制备而成的Ag/AgCl/La作为光催化剂能够能用于空气的净 化、废水处理、太阳能转化制氨、杀菌或制药。
[0024] 本发明提供的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法由硝酸银（AgN〇3) 和氯化钢（化Cl)作为前聚体和棒状La(OH)3通过浸溃法进行反应，得到氯化银（AgCl)和 La(0H)3不同质量比的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂，且制备的Ag/AgCl/La半导体异 质结光催化剂具有较高的结晶度。该方法通过将Ag/AgCl和La(0H)3复合，构建成了半导体 异质结结构，而Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂中的贵金属Ag能够吸收可见光并产生 光电子和空穴，同时一维结构的棒状Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂相对于颗粒形态 的光催化剂具有较大的比表面积，能够为光生电子提供直线传输通路，因而Ag/AgCl/La在 光催化过程中有利于光生电子和空穴的分离和传输，进而抑制电子和空穴的复合，从而提 高其光催化性能。一维结构的棒状Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂上的微结构在堆叠 后能够形成孔状结构，所形成的孔状结构能够促进反应物和产物之间的扩散传递，从而进 一步提高光催化性能。
[0025] 本发明还提供了Ag/AgCl/La作为光催化剂的应用，该Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂由于光催化活性高，稳定性好，因而能够应用于空气的净化、废水的处理、太阳能 转化制氨、杀菌或制药等领域。
【附图说明】
[00%] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动 的前提下，还可W根据运些附图获得其它的附图。
[0027] 图1是本发明实施例提供的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法流程 图；
[0028] 图2是本发明实施例1制备的纯相La(0H)3的TEM图灯EM为transmission electronmicroscope的缩写，即透射电子显微镜）；
[0029]图3是本发明实施例2制备的纯相La(0H)3的TEM图；
[0030]图4是本发明实施例3制备的纯相La(0H)3的TEM图； 阳03U 图5是本发明实施例1、2、3在不同水热溫度下制备的纯相La(0H)3紫外光条件下 对NO去除的去除效率对比图； 阳03引图6是本发明本发明实施例4制备的质量比为20%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂的X畑图狂畑为X-raydifTraction的缩写，即X射线衍射）； 阳03引图7是本发明本发明实施例5制备的质量比为50%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂的XRD图；
[0034] 图8是本发明本发明实施例6制备的质量比为100%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂的XRD图；
[0035] 图9是本发明本发明实施例5制备的质量比为50%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂的TEM图；
[0036] 图10是本发明本发明实施例4、5、6制备的S种不同质量比（20%、50%、100% ) 的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂与实施例2制备的纯相La(0H)3的UV-VisDRS图 (UV-VisDRS为UV-Visiblediffuse-reflectionspectra,即紫外可见漫反射）；
[0037] 图11是本发明本发明实施例4、5、6制备的Ξ种不同质量比（20%、50%、100% ) 的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂与实施例2制备的纯相La(0H)3在可见光条件下对 NO去除的去除效率对比图；
[0038] 图12是本发明本发明实施例5制备的质量比为50%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂在可见光条件下对NO去除的径基自由基检测图；
[0039] 图13是本发明本发明实施例5制备的质量比为50%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂在可见光条件下对NO去除的超氧自由基检测图； W40] 图14是本发明本发明实施例5制备的质量比为50%的Ag/AgCl/La半导体异质结 光催化剂在可见光条件下去除NO稳定性的测试图。
【具体实施方式】
[0041] 本发明实施例提供了一种Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法及应 用，W解决【背景技术】所述的光催化剂的光生电子和空穴复合严重的问题。
[0042] 请参考图1，本发明提供了Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的制备方法包括W 下步骤：
[0043] SOI:将硝酸银、氯化钢和棒状氨氧化铜分别溶解于水中，并分别超声30min，形成 硝酸银溶液、氯化钢溶液和氨氧化铜溶液；
[0044] S02 :将硝酸银溶液滴入氨氧化铜溶液中，磁力揽拌均匀，形成混合溶液A;
[0045] S03 :将氯化钢溶液逐滴加入上述混合溶液A中，继续磁力揽拌15min-120min，并 反应形成混合溶液B;
[0046] S04 :反应结束后，将上述混合溶液B静置15min-60min，并产生分层；
[0047] S05 :将分层后的混合溶液B中的上清溶液倒掉，留取下层浑浊溶液；
[0048] S06 :将上述浑浊溶液离屯、分离、过滤、水洗及有机溶剂洗涂，得到固体物质；
[0049] S07 :将固体物质干燥，得到Ag/AgCl/La。
[0050] 上述制备Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂的方法为浸溃法。在浸溃法制备Ag/ AgCl/La半导体异质结光催化剂的过程中，通过控制AgN〇3与化Cl反应所生成的AgCl的 含量来控制Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂中AgCl和La(0H)3的质量比例。同时在 浸溃法制备Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂时，浸溃反应时间为30min-180min，优选为 45min-150min，更优选为60min-120min。其中，该浸溃反应时间包括磁力揽拌时间和静置时 间，即磁力揽拌时间为15min-120min，静置时间为15min-60min;优选地，磁力揽拌时间为 15min-100min，静置时间为30min-50min;更优选地，磁力揽拌时间为30min-60min，静置时 间为30min-60min;最优选地，磁力揽拌时间为30min，静置时间为30min。
[0051] 静置之后得到的反应产物经过离屯、分离、过滤、水洗及有机溶剂洗涂，得到固体 物质。其中，本发明对离屯、分离、过滤、水洗及有机溶剂洗涂没有限制，采用本领域技术人 员熟知的技术方案即可。在本发明的实施例中，水洗时所用水选取去离子水，水洗次数为 1-5次；有机溶剂洗涂时所选溶剂优选为乙醇溶液，有机溶剂洗涂的次数为1-5次。经洗 涂后的固体物质在干燥箱中烘干就可得到Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂。本发明不 对烘干的参数，如溫度、时间及方法等进行特殊限制，采用本领域技术人员熟知的技术方 案即可。在本发明中，固体物质烘干时的溫度优选为50°C-100°C，更优选地，烘干溫度为 60°C-90°C，最优选地，烘干溫度为60°C。
[0052] 通过对上述方法制备的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂进行邸D、TEM和 UV-VisDRS表征，可得知Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂具有W下特性： 阳05引 （1)对质量比为20%、50%和100%的Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂进行 XRD分析（如图6、7和8所示），证实在Ag/AgCl/La半导体异质结光催化剂中同时存在AgCl和La伽)3,且AgCl和La伽)3的晶型结构完整、稳定。
[0054] (2)对质