[发明专利]一种羟基磷灰石披覆Ag/AgBr/TiO2催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，涉及一种羟基磷灰石披覆Ag/AgBr/TiO₂催化剂的制备方法，具体涉及一种羟基磷灰石披覆Ag/AgBr/TiO₂可见光光催化剂的制备方法。

背景技术

近年来纳米二氧化钛光催化抗菌材料逐渐成为研究的热点之一。自1972年日本东京大学的两位学者桥本和仁和藤岛昭在Nature发表了TiO₂电极在紫外光下能够电解水以来，来自化学、物理、材料等领域的学者围绕着光催化原理及光催化技术的应用开展了大量的研究。1997年Wang等在Nature上撰文报道了二氧化钛薄膜的双亲性，这一发现引发了人们对二氧化钛光催化原理和光催化技术应用研究的又一热潮，经过众多科研工作者的不懈努力，光催化材料的应用研究得到了长足的进步，特别是近几年来已经取得了突破性进展。鉴于纳米TiO₂具有氧化还原活性高、化学稳定性好、对人体无毒副作用、对环境无污染、价格低廉等优点，纳米TiO₂在抗菌材料领域的应用取得了丰硕的成果。

可用作光催化抗菌剂的材料主要为半导体材料，如TiO₂、ZnO、CdS、WO₃等。选择抗菌剂须遵循的原则为：对人体安全无毒，对皮肤没有刺激性；光催化活性高，抗菌能力强，抗菌范围广；外观颜色浅，气味小；热稳定性好，高温下不变色、不挥发、不变质；价格便宜，来源容易等。这些半导体中以TiO₂、CdS、ZnO、WO₃的催化活性最高，然而ZnO在水中不稳定，会在粒子表面生成Zn(OH)₂，影响抗菌效果；CdS在光照射时不稳定，发生阴极光腐蚀，产生Cd²⁺离子，对生物有毒性，对环境有害；WO₃价格昂贵，无法大规模应用。而纳米TiO₂符合以上抗菌剂的原则，且具有即效抗菌效果，发挥TiO₂的抗菌效果只需2h左右，而目前市场是应用最广的银系抗菌剂的效果发挥需要大约24h。此外，纳米TiO₂抗菌作用的发挥是通过光催化作用进行的，它本身不会随着抗菌剂的使用逐渐消耗而降低抗菌效果，所以二氧化钛光催化抗菌剂具有持久的抗菌性能。另外光催化抗菌剂具有广谱抗菌的特点，对各种常见的致病菌都有很好的抑制和杀灭作用。一般抗菌剂只有杀菌作用并不能分解毒素，而二氧化钛光催化抗菌剂克服了这个问题。经实验证明，纳米TiO₂(锐钛矿型)对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、芽杆菌和曲霉等具有很强的毁灭能力。基于以上纳米TiO₂的优良性能，它是目前最常用的光催化抗菌剂。

但是由于二氧化钛是一种宽禁带(3.2eV)半导体材料，在可见光下其量子产率低，这也限制了其潜在的应用。为了克服这些问题，人们进行了大量的研究来提高纳米二氧化钛在可见光下的量子产率，提高其对可见光的利用率，其中包括：掺杂、染料敏化等手段。ChunHu等人研究发现包覆在二氧化钛表面的溴化银可以作为提高可见光下二氧化钛光催化效果的活性组分，而二氧化钛表面的Ag°组分可以促进电子-空穴对的分离以及界面间的电荷转移，也能够提高二氧化钛的量子产率。同时，Nonami等研究表明，磷灰石披覆的多功能二氧化钛复合材料可以在无光照条件下吸附细菌。

发明内容

本发明目的是提供一种羟基磷灰石披覆Ag/AgBr/TiO₂催化剂的制备方法，它能有效地解决背景技术中所存在的问题。

为了解决背景技术中所存在的问题，它具体包含以下步骤：