一种硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光催化剂及其制备方法，具体涉及一种具有太阳光全波段光催化效果的硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在太阳光光谱分布中，紫外光占到太阳光总能量的5%，其中二氧化钛是最典型的紫外光催化剂，但其光吸收仅仅限于紫外光区。在太阳光谱中，可见光的能量占到48%，钨酸铋、钼酸铋等可见光催化剂也日益引起广泛的研究。然而，在太阳光谱中，占总能量44%的近红外光，一直以来没有合适的光催化剂对其实现有效利用。
[0003]—维二氧化钛纳米带由于表面可以负载金属和氧化物等，日益成为研究的热点。但是拓展二氧化钛纳米带的光响应光谱范围从紫外光光区到可见光光区，甚至近红外光光区，已成为增强二氧化钛纳米带光催化效果所面临和需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中二氧化钛光催化剂只能吸收紫外光的问题，本发明提供一种硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂及其制备方法。
[0005]本发明提供的一种硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂的制备方法，具体步骤如下:
[0006]第一步:取硝酸银溶液和二氧化钛纳米带，其中硝酸银和二氧化钛纳米带的摩尔比为1:5?5:1，将硝酸银溶液和二氧化钛纳米带添加到去离子水中并充分溶解制备第一混合液。
[0007]第二步:量取硫化钠溶液，硫化钠溶液中硫化钠和硝酸银溶液中硝酸银的摩尔比为1:1?1:4;然后将量取的硫化钠溶液添加到第一混合液中，充分搅拌制备第二混合液。
[0008]第三步:将第二混合液置于水热反应釜内，在89?91°C下反应9?11小时，制备第三混合液。
[0009]第四步:过滤第三混合液得到沉淀物，将得到的沉淀物用去离子水洗涤，然后将洗涤后的沉淀物在59?61°C的条件下真空保温9?11小时，最后取出制成的硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂。
[0010]优选的，第一步中，选取的二氧化钛纳米带长度为40-200nm，厚度为30-40nm。
[0011]优选的，第一步中，所述硝酸银和二氧化钛纳米带的摩尔比为1:1。
[0012]优选的，第二步中，硫化钠溶液中硫化钠和硝酸银溶液中硝酸银的摩尔比为1:2。
[0013]优选的，第二步中，所述搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为2小时。
[0014]本发明还提供一种硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂，所述硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂是通过上述制备方法制取的，所述硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂中液相生长的硫化银量子点的直径为5?8nm ο
[0015]上述一种硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂的制备方法，操作过程简单，生产成本低。通过一种硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂的制备方法制得的硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂，比表面积大，可以有效抑制光生电子空穴的复合，并且在紫外光、可见光和近红外光下均具有优异的光催化效果，具备了很好的太阳光全波段光催化活性，能迅速光催化降解有机污染物，大大提高光催化反应对太阳光的利用率，拓宽了太阳光的利用范围。
【附图说明】
[0016]图1为实施例3中制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂的低倍透射电镜图。
[0017]图2为实施例3中制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂的高倍透射电镜图。
[0018]图3为实施例3中制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂、硫化银纳米颗粒和二氧化钛纳米带在紫外光照射下对甲基橙溶液的光催化降解率和时间的变化曲线图。
[0019]图4为实施例3中制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂、硫化银纳米颗粒和二氧化钛纳米带在可见光照射下对甲基橙溶液的光催化降解率和时间的变化曲线图。
[0020]图5为实施例3中制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂、硫化银纳米颗粒和二氧化钛纳米带在近红外光照射下对甲基橙溶液的光催化降解率和时间的变化曲线图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合图1至图5对本发明进行详细说明。
[0022]下述实施例1至实施例5中采用的原料为硝酸银溶液、二氧化钛纳米带、硫化钠溶液和去离子水，所使用的设备有用于混合的烧杯、磁力搅拌器、水热反应釜、透射电镜和CEL-SPH2N光催化活性评价系统。制取硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂时，首先将硝酸银溶液和二氧化钛充分溶解于去离子水中制备第一混合液，然后向第一混合液添加硫化钠溶液并搅拌制备第二混合液;再然后将第二混合液放入水热反应釜内反应制取第三混合液；接着将第三混合液过滤得到沉淀物，最后将分离到的沉淀物洗涤并真空保温制得硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂。取出制得的硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂后，还需通过透射电镜和CEL-SPH2N光催化活性评价系统进行观察分析。
[0023]实施例1
[0024]首先量取I摩尔的硝酸银溶液，称取5摩尔的二氧化钛纳米带，将硝酸银溶液和二氧化钛纳米带添加到去离子水中并充分溶解制备第一混合液。然后量取0.5摩尔的硫化钠溶液，将硫化钠溶液滴加到第一混合液中，再然后通过磁力搅拌滴加有硫化钠溶液的第一混合液2小时，制取第二混合液。接着将第二混合液放置到水热反应釜内，在90°C下反应10小时，制备第三混合液。紧接着过滤第三混合液得到沉淀物，将得到的沉淀物用去离子水洗涤，再接着将洗涤后的沉淀物在59?61°C的条件下真空保温9?11小时，最后取出制成的硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂。
[0025]上述实施例1制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂，所述二氧化钛纳米带的宽度为40?200nm，厚度为30?40nm，在二氧化钛纳米带上液相生长的硫化银量子点的直径为5?8nm。与单一结构的硫化银纳米颗粒和二氧化钛纳米带相比，硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂在紫外、可见光、近红外光下对甲基橙均具有较高的光催化效率，有效提高了对太阳光的利用效率。
[0026]实施例2
[0027]首先量取I摩尔的硝酸银溶液，称取2摩尔的二氧化钛纳米带，将硝酸银溶液和二氧化钛纳米带添加到去离子水中并充分溶解制备第一混合液。然后量取0.5摩尔的硫化钠溶液，将硫化钠溶液滴加到第一混合液中，之后通过磁力搅拌滴加有硫化钠溶液的第一混合液2小时，制取第二混合液。再然后将第二混合液放置到水热反应釜内，在90°C下反应10小时，制备第三混合液。接着过滤第三混合液得到沉淀物，将得到的沉淀物用去离子水洗涤，紧接着将洗涤后的沉淀物在59?ere的条件下真空保温9?11小时，最后取出制成的硫化银/ 二氧化钛纳米带光催化剂。
[0028]上述实施例2制得的硫化银/二氧化钛纳米带光催化剂，所