[发明专利]一种磷酸银-共轭聚合物可见光复合光催化剂

说明书

本发明公开了一种磷酸银‑共轭聚合物可见光复合光催化剂。磷酸银颗粒附着在聚酰亚胺的表面上形成磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂，其中磷酸银颗粒为球形，粒径为300～400 nm。本发明所得到的可见光复合光催化剂在200‑800 nm的紫外可见光区具有较好的吸收，吸光度均超过0.3；所述可见光催化剂在可见光激发下对有机染料罗丹明B具有高效的光催化降解效率：对浓度为10 mg/L的罗丹明B溶液，当复合催化剂的加入量为1g/L时，在可见光照射30分钟后罗丹明的降解率超过80%，在可见光照射40分钟后对罗丹明B的降解率达到95%以上。

技术领域

本发明属于环境治理光催化技术领域，具体涉及一种磷酸银-共轭聚合物可见光复合光催化剂。

背景技术

目前人类面临着严重的能源危机以及由于化石能源过度使用所造成的环境污染，而光催化技术能利用丰富清洁的太阳能来净化环境或分解水产氢，因而受到全球研究者们的广泛关注。与传统的治理技术相比，光催化氧化技术具有高效节能、易操作、工艺简单、清洁无毒、减少二次污染等优点。

磷酸银（Ag3PO4）作为新型可见光催化剂具有较强的光催化氧化能力，理论计算的量子效率更是高达90%，远高于其它可见光催化材料(< 20%)，然而实际应用中其量子效率远低于90%。这与实际应用过程中磷酸银中银离子易被光催化生成的光生电子还原成单质银及其光稳定性较差有关。如何克服这些缺陷是使磷酸银实用化的关键问题。

共轭聚合物是由苯环、C=C或C=N等具有π离域电子结构所组成的共轭体系。虽然基于共轭聚合物半导体的电子通导性或光电器件的研究取得了很大发展，但其在可见光领域的研究却相对较少。这是由于其宽带隙造成对可见光吸收性能不佳，光生载流子迁移率低导致光催化活性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂，磷酸银颗粒附着在聚酰亚胺的表面上形成磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂。

优选的，所述磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂，其磷酸银颗粒为球形，粒径为300～400 nm。

所述的磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂的制备方法，包括下列步骤：

1)将适量三聚氰胺和二酐混合并研磨均匀，升温至270-350℃，保温4-7h；将所得固体块状物研磨成粉末，洗涤干燥得到聚酰亚胺；

2)将适量聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液加入到硝酸银的柠檬酸溶液中，在暗处搅拌15-20 min；将步骤1）制得的聚酰亚胺加入到上述溶液中，280rpm-320rpm的速度搅拌，再滴加适量的Na2HPO4溶液；搅拌、静置、离心，洗涤干燥研磨得到磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂粉末；

3)将步骤2）制得的磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂粉末进一步在气体保护下干燥4-6h，制备得到磷酸银/聚酰亚胺可见光复合光催化剂。

优选的，步骤1）中二酐为环丁烷四甲酸二酐、环戊四羧基二酐、二苯酮四甲酸二酐或3-甲基戊二酐。

优选的，步骤1）中室温下以5-10℃/min的速率进行升温至300-350℃，保温5-6h。

其中步骤1）聚酰亚胺的合成步骤中二烯的选取、升温温度及升温速率都会影响合成出聚酰亚胺的形态，优选条件下合成出的聚酰亚胺片状物表面相对较光滑有利于磷酸银在其表面的附着。