[发明专利]一种太阳能光催化剂的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于化学化工及环保工程技术领域，具体涉及一种太阳能光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

半导体光催化技术可在室温下直接利用太阳光将有机污染物高效地氧化降解。因此，通过光催化方法，充分利用太阳光来降解有机污染物是解决目前环境污染问题的一条有利途径。因紫外光只占太阳光总能量的4％左右，而可见光则占太阳光总能量的46％左右，所以利用太阳能的关键在于利用太阳光中的可见光。因此，可见光催化剂在当今环境治理领域具有重要的应用前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的太阳能光催化剂Hg₃(PO₄)₂的制备方法，该方法包括如下顺序的步骤：

(1)分别称取Hg(NO₃)₂·0.5H₂O、Na₂HPO₄·12H₂O置于不同烧杯中，用去离子水溶解配置成浓度为0.075～0.30mol/L的Hg(NO₃)₂溶液和浓度为0.05～0.20mol/L的Na₂HPO₄溶液后，并分别装入两个分液漏斗中；

(2)在室温磁力搅拌的条件下，将步骤(1)所准备的Hg(NO₃)₂溶液和Na₂HPO₄溶液采用并流沉淀法反应；其滴速为2～4d/s，滴定完毕后在室温避光下继续磁力搅拌2h；

(3)将步骤(2)制得的白色沉淀物洗涤数次，然后于40℃温度下烘干，得到白色粉末状产物，即Hg₃(PO₄)₂太阳能光催化剂。

具体的，步骤(2)中，混合物反应过程中控制硝酸汞溶液、磷酸氢二钠溶液的物质的量浓度比为3:2。

本发明的目的之二在于提供上述方法制备的太阳能光催化剂Hg₃(PO₄)₂的应用，该太阳能催化剂适用于在可见光下降解有机污染物。

本发明通过一种简便的方法，制备一种新型的太阳能光催化剂Hg₃(PO₄)₂。该催化剂在罗丹明B的降解中，有明显的催化作用。因此，本发明的Hg₃(PO₄)₂是一种新型、有效的太阳能光催化剂。文献、专利调研结果表明，本发明是Hg₃(PO₄)₂太阳能光催化剂的首例报道，该催化剂在有机污染物治理领域有潜在的应用前景。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用Na₂HPO₄制备Hg₃(PO₄)₂，确保了Hg₃(PO₄)₂的太阳能光催化特性。

(2)本发明将Hg₃(PO₄)₂材料应用于光催化领域，在可见光下Hg₃(PO₄)₂具有良好的降解罗丹明B光催化活性。

(3)本发明制备方法极其简单，条件温和易控(常温常压下，<30℃的室温)，有利于大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明方法制备的Hg₃(PO₄)₂太阳能光催化剂的X射线衍射(XRD)图。

图2是本发明方法制备的Hg₃(PO₄)₂太阳能光催化剂的活性结果图；其中，C₀为光催化剂加入前罗丹明B的初始浓度，即4mg/L，C为光催化过程中任一时刻下罗丹明B的浓度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例1：