[发明专利]一种硅酸银/氯化银复合光催化材料及应用

说明书

本发明公开了一种硅酸银/氯化银复合光催化材料及应用，该复合光催化材料首次在室温条件下，采用一步共沉淀的方法制得。该新型光催化材料具有较高的光催化活性及光催化效率。经实验证明，该光催化复合材料对有机物的降解性能显著。在可见光的照射下，可应用于有机废水中降解有机物，例如含苯酚、甲基橙等有机污染物的有机废水的处理。

技术领域

本发明属于环境化工光催化水处理技术领域，具体涉及一种硅酸 银/氯化银复合光催化材料及应用。

背景技术

目前，在全世界范围内能源短缺和环境污染是目前人类社会可持 续发展所面临的两个重大威胁。寻找可替代化石能源的可持续清洁能 源是解决两个威胁的关键。新兴发展的半导体光催化剂技术，能利用 太阳光为能源分解水，产生清洁能源氢和氧，也可降解去除有机污染 物和无机重金属。但是目前光催化材料的研究仍然面临限制其实际应 用的三个重要问题。

其一，光响应范围窄，具有高活性的传统半导体光催化材料，例 如二氧化钛，其能带较宽(3.2eV)，只能吸收占太阳光谱总能量4％ 左右的紫外光，无法利用占太阳能大部分的可见光，造成太阳能利用 率较低。

其二，量子效率低，半导体在光照下产生的光生电子和空穴在半 导体内部或表面迅速发生复合，无法有效的参与光催化过程，大大降 低了光催化反应的量子效率。

其三，纳米级催化材料光催化性能较好，但在反应过程中可能造 成二次污染。

针对上述问题，发展新型高效可见光催化材料，提高材料的光催 化性能，对半导体光催化技术在环境治理和解决能源危机方面具有重 要意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种硅酸银/氯化银复合光催 化材料，其可见光催化活性高，吸光范围较宽。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种硅酸银/ 氯化银复合光催化材料，所述复合光催化材料为氯化银结合硅酸银复 合光催化材料，通过以下步骤制备：

取0.1753g氯化钠、0.0119g硅酸钠溶于去离子水中得到溶液A， 取0.5141g硝酸银溶于去离子水得到溶液B。将所得A，B溶液均通 过水浴超声得到澄清溶液。最终B溶液逐滴滴加到持续磁力搅拌的A 溶液当中，分离出沉淀，沉淀再经洗涤、干燥，得到硅酸银/氯化银复合光催化材料

其中，步骤S1中，所述制备A溶液时加入去离子水的体积比为 20ml。

其中，步骤S1中，制备B溶液时加入去离子水的体积比为10ml。

其中，步骤S1中，水浴超声时间为15min。

其中，步骤S1中，分离沉淀的方法为抽滤分离。

其中，步骤S1中，分离得到的沉淀干燥条件为：在60℃下干燥 10～16小时。

本发明提供的硅酸银/氯化银复合光催化材料，是以硅酸银和氯 化银结合而成。该复合材料的电子转移形式符合新型的Z型机制。

Z型光催化反应体系具有很大的优势:1)借助双光子激发过程, 在不同光催化剂上分别完成氧化反应和还原反应；2)Z型反应体系中 的光催化剂只需分别满足各自的光激发过程和对应的半反应,为光 催化材料的选择和设计提供了很大的空间；3)还原和氧化过程相互分 离,可以有效抑制逆反应的发生；4)Z型反应体系中的光生电子与空 穴能有效分离与传输；5)发生还原反应的催化材料中的光生空穴被用 来自发生氧化有机污染物，阻止了其余光生电子的复合,光催化体系 的稳定性随之增强。