[发明专利]一种菱形十二面体的磷酸银光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种菱形十二面体的磷酸银光催化剂的制备方法，属于光催化材料技术领域。其特征是以硝酸银和磷酸氢二钠为主要原料，以去离子水为溶剂，采用简单的水热法通过控制硝酸银和磷酸氢二钠的浓度以及水热反应的保温温度和保温时间且不添加任何调控剂来控制合成具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂，然后经过自然冷却、洗涤、干燥等工艺过程制备出具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂粉体材料。所述这种光催化材料在可见光区的吸收范围较未经过形貌调控的磷酸银大，且其表面能较高，具有更高的光催化活性。本发明制备方法简单，成本低，不添加任何调控剂，几乎无污染，制备的光催化材料的具有较高的光催化活性。

技术领域：

本发明涉及一种具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂的制备方法，属于光催化材料技术领域。

背景技术：

半导体光催化技术在光降解有机污染物方面非常有效。大多半导体光催化剂由于禁带宽度较大只能利用紫外光进行光催化反应，而太阳光中紫外光的含量大概是4％，含量太少，不能有效的利用太阳光，因此开发可见光吸收的半导体光催化剂显得尤为重要。然而在利用可见光进行光催化反应方面，磷酸银(Ag₃PO₄)作为一种半导体光催化剂，其在可见光照射下的量子效率可以高达90％以上，比之前报道的其它半导体光催化剂都要高，可以更有效的利用太阳光，因此磷酸银在光催化技术应用方面有很大的潜在价值。为了增加磷酸银的光催化活性，已有通过晶面调控使其暴露具有高表面能晶面的方法的报道，由于磷酸银的{110}晶面具有较高的表面能，而菱形十二面体又是由{110}面所组成，因此控制合成具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银是提高其光催化活性的有效手段。基于此，虽然已有通过添加调控剂来合成菱形十二面体磷酸银的报道，然而寻找一种合成工艺简单、成本低、不添加任何调控剂、几乎无污染的方法来制备具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂依然是个挑战。

发明内容：

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂的制备方法，以解决现有制备菱形十二面体磷酸银合成工艺复杂、成本高、需添加调控剂、有污染的问题，提高磷酸银的光催化活性。

本发明采用以下技术方案实现：

一种具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AgNO₃溶于去离子水中，得到AgNO₃溶液；

(2)将Na₂HPO₄溶于去离子水中，得到Na₂HPO₄溶液，然后在磁力搅拌下将其滴加到步骤(1)所得到的溶液中，得到黄色悬浊液；

(3)将步骤(2)中所得到的黄色悬浊液转移到聚四氟乙烯内衬中，然后放入反应釜中进行水热反应，再自然冷却到室温。

(4)反应所得黄色沉淀物经洗涤、干燥，即得具有菱形十二面体形貌特征的磷酸银光催化剂。

步骤(1)中所述的AgNO₃的浓度为1.714mol/L。

步骤(2)中所述的Na₂HPO₄的浓度为0.571mol/L，且Na₂HPO₄的摩尔量是步骤(1)中所述的AgNO₃的1/3；步骤(2)中的磁力搅拌是指以转速为350r/min的磁力搅拌器搅拌至步骤(2)所述的Na₂HPO₄溶液滴加完毕。

步骤(3)中所述的水热反应的温度为180℃，保温时间为36h。

步骤(4)中所述的洗涤是指以去离子水洗涤3次；干燥是指置于50℃鼓风干燥箱干燥12h。