[发明专利]可见光响应光催化材料Ag@Ag3VO4及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微纳米光催化材料AgAg₃VO₄及其制备方法，属于微纳米光催化粉体材料合成领域。

背景技术

近年来，随着经济的发展，能源和环境问题日益突出，环境污染已经给人类的生产和生活带来了巨大的危害，尤其是水资源的污染已经危害到人类的身体健康，急需可行性的方法来处理污水。传统的方法治理水污染存在着耗能大、设备复杂、费用高、易带来二次污染等缺点。因此，发展一种新型、高效、实用的环保处理技术成为人们研究的热点。随着研究的深入，人们发现半导体多相光催化技术通过环境友好型的氧化还原反应来降解有机污染物，具有能耗低、操作简便、反应条件温和、实用范围广、可减少二次污染等优点，因而在污水治理方面越来越受到人们的关注。

Ag₃VO₄作为钒酸盐系列的光催化材料，能利用光能中的可见光部分，是典型的窄禁带光催化材料，有很大的实际应用价值。但是同大部分光催化材料一样，Ag₃VO₄也存在光生载流子的复合率较高，量子效率低的问题。Ag₃VO₄光催化材料的制备包括高温固相和共沉淀结合法，水热法直接合成单斜晶结构的Ag₃VO₄材料，通过调变温度和添加聚乙二醇合成的系列Ag₃VO₄材料。这些合成方法都存在着操作复杂，步骤繁多，耗能多等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可见光响应的光催化材料AgAg₃VO₄及其制备方法。

术语说明：AgAg₃VO₄，是指银包覆在钒酸银外表面的复合材料。

一种可见光响应的光催化材料AgAg₃VO₄，是在钒酸银颗粒表面沉积银纳米颗粒的类球状复合结构光催化材料，其中，钒酸银为单斜晶系的白钨矿结构，钒酸银颗粒直径为6.5μm-7.5μm，表面沉积的银纳米颗粒粒径为5nm-25nm。银纳米颗粒占钒酸银的摩尔比为3-5％。

本发明的技术方案如下：，

本发明的可见光响应光催化材料AgAg₃VO₄的制备方法，包括如下步骤：

(1)分别配制0.3mol/L的AgNO₃溶液、0.1mol/L的NaVO₄溶液和1mol/L的NaOH溶液；

(2)按AgNO₃∶NaVO₄＝3.05-3.15∶1摩尔比，将0.1mol/L的NaVO₄溶液滴加到0.3mol/L的AgNO₃溶液中，边滴加边搅拌，滴加完毕后继续搅拌10-15分钟；用1mol/L的NaOH溶液调节体系pH值为7.0-8.0；

(3)将步骤(2)的悬浊液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，填充度70％-80％体积比，180-200℃下反应24-30小时。反应结束后，冷却至室温，用去离子水和无水乙醇洗涤，于50-60℃干燥5-12小时，得微纳米粉体材料AgAg₃VO₄。

根据本发明优选的，步骤(1)中AgNO₃与NaVO₄摩尔比为3.09∶1。

根据本发明优选的，步骤(2)中用1mol/L的NaOH溶液调节体系pH值时，在滴加NaOH溶液过程中需充分搅拌，调节pH至8.0，继续搅拌20-30分钟。

根据本发明优选的，步骤(3)中的反应及烘干是在烘箱中进行。优选的反应时间为24小时；优选的干燥时间为12小时。优选的，干燥温度为60℃。

根据本发明进一步优选的，一种可见光响应光催化材料AgAg₃VO₄的制备方法，步骤如下：