异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于光催化领域，具体涉及一种AgV03/Ag3P04异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]光催化技术是一种利用光能进行物质转化的技术，自1972年日本科学家Fujishima和Honda首次报道Ti02在紫外光照下可以光解水产生氢气和氧气以后，半导体光催化技术因其具有高效、无选择性、稳定性高、绿色无毒、无二次污染、能耗低、操作简便和低成本等突出优点，而且可以充分利用清洁无污染的太阳能，受到了越来越多的关注[1]，在污水处理、废气处理、空气净化、杀菌消毒、催化制氢、还原0)2等方面已经有广泛应用，并且效果良好。
[0003]目前，Ti02因其化学性质稳定、无毒、低成本等优点成为使用最广泛的光催化材料，但是由于Ti02禁带宽度为3.2eV，其对应的吸收波长为387.5nm，光吸收范围仅局限于紫外光区，大大限制了对太阳能的利用[1]。因此，为了实现太阳能的有效利用，开发和设计具有可见光响应、绿色环保的新型光催化材料具有重要的实际意义。具有一维结构的钒酸银(AgV03、Ag2V40n、Ag3V04、Ag4V207)因带隙较窄(Eg〈2.5eV)，可见光吸收性能良好以及环境友好型等特性，在光催化领域受到了研究者的极大关注[2’3]。虽然这种一维结构具有比表面积大、易于电子传递等优点，但是单体钒酸银材料中光生载流子分离速率还是相对较低，影响了光催化活性[46]。因此，为了进一步提高钒酸银的光催化性能，充分利用太阳光资源，可以通过高效、低成本的半导体复合方法形成异质结结构，使光生载流子有效分离，实现光催化性能的提高。Ag3P04是一种新型高效的光催化材料，自叶金花等m2010年在NatureMaterials上首次报道了 Ag3P0^效的光催化性能后，Ag #04受到了广泛关注，其特有的间接带隙、价带中光激发空穴的强氧化性，同时其电子迀移速率比空穴迀移速率更高，从而促使电子-空穴分离，使其具有良好的光催化性能；同时Ag空位缺陷能够参与光电子捕获，提供更多的光激发空穴，也有利于电子-空穴分离。
[0004]因此，现需要构建一种复合型催化剂来提高钒酸银的光催化性能。
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【发明内容】
[0012]本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种△8￥03/^#04异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。
[0013]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实施:
[0014]一种AgV03/Ag3P0#M结复合光催化剂，由AgVO 3和Ag #04组成；Ag #04纳米颗粒原位生长于AgV03纳米带表面；其中，AgVO 3与Ag3P04的摩尔比为1:0.01?1。
[0015]一种△8￥03/^8#04异质结复合光催化剂的制备方法:
[0016]⑴AgV03纳米带的制备:将等摩尔量的NH4V0#P AgNO 3分别溶解在超纯水中，分别得溶解液；然后将AgN03溶解液逐滴加入到NH4V03溶解液中得混合液，调节混合液pH至5?9，在室温下继续避光搅拌形成悬浮液，而后将悬浮液移高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中进行热处理，而后冷却至室温，经过抽滤、洗涤和干燥后可得到AgV03纳米带；
[0017](2)AgV03/Ag3P04异质结复合光催化剂的制备:将步骤⑴中得到的AgVO 3纳米带分散于超纯水中，得分散液；然后在磁力搅拌下逐滴加入含磷酸根的前躯体溶液，得混合液，调节混合液pH至5?9，在室温下继续避光搅拌，而后经抽滤、洗涤和干燥后可得到AgV03/々83?04异质结复合光催化剂。
[0018]所述步骤⑴和步骤⑵中调节混合液pH采用浓度为0.1?5.0mol/L的ΝΗ3.Η20或 NaOHo
[0019]所述步骤(1)和步骤(2)中调节混合液pH值后在室温下继续避光搅拌2?10h。
[0020]所述步骤(2)中分散采用超声分散10?60min，然后磁力搅拌10?60min。
[0021]所述步骤⑵中含磷酸根的前躯体为Na3P04SK3P04，其中，加入的前驱体与AgV03的物质的量之比为0.01?1:1。
[0022]所述步骤(1)和步骤(2)中干燥在真空条件下干燥，温度为50?80°C，干燥时间为3?12h0
[0023]—种AgV03/Ag3P04异质结复合光催化剂的应用，所述AgVO 3/Ag3P04异质结复合光催化剂作为水体中杀菌剂的应用。
[0024]—种AgV03/Ag3P04异质结复合光催化剂的应用，所述AgVO 3/Ag3P04异质结复合光催化剂在降解染料中的应用。
[0025]—种AgV03/Ag3P04异质结复合光催化剂的应用，所述AgVO 3/Ag3P04异质结复合光催化剂在水体净化中的应用。
[0026]△8￥03/^83?04异质结复合光催化剂应用于水体中，对有害微生物大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)以及染料污染物亚甲基蓝(MB)的可见光催化杀灭和降解，采用500W氙灯作为光源，其波长范围为420?760nm ;所述微生物浓度为106cfu/mL ;所述亚甲基蓝浓度为20mg/L ;所述48￥03/^&?04异质结复合光催化剂的用量为1.0mg/mLo
[0027]其光催化活性具体测试方法为:采用500W氙灯作为光源，辅以滤光片；将微生物和亚甲基蓝溶液加入到反应器中，然后加入AgV03/Ag3P04异质结复合光催化剂，暗态吸附达到平衡后开始光照，光照过程中间隔一定时间取样，通过平板计数法和紫外可见分光光度法测定存活细菌浓度和残余亚甲基蓝浓度，计算杀灭率和降解率。所述的光源为氙灯，其波长范围为4