[发明专利]一种Ag/AgCl空心复合微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种Ag/AgCl空心复合微球的制备方法，其将CuCl微球溶于乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），搅拌3~5分钟得混合溶液；向所得混合液中加入浓度0.05~0.5mol/L的AgNO₃溶液，搅拌反应1~3分钟，静置15~60分钟，然后离心分离、洗涤、干燥即得；所述AgNO₃溶液是将AgNO₃溶于体积比0.05~0.5:1的去离子水和无水乙醇中获得。制备的空心Ag/AgCl复合微球具有空心结构使其能更好的吸附有机物，并通过空心结构的多次反射增强对可见光的吸收，从而具有较高的降解苯酚的光催化活性，对处理含有有机污染物的废水具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种可见光催化剂Ag/AgCl空心复合微球及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的迅速发展，大量有毒的有机污染物被排放在水体中，破坏了生态环境，严重威胁人类的健康。因此，对含有有机污染物的废水进行有效处理迫在眉睫。光催化作为一种绿色化学技术，正成为利用太阳能解决严重环境污染问题的有效途径。然而，光催化技术中传统的半导体光催化剂（如TiO₂等），因其带隙（3.2 eV）较大，只能吸收紫外光，并且面临光生载流子的复合率高和太阳能利用率低等问题，不能满足实际应用的要求。为了有效利用太阳光中占43%的可见光，设计开发在可见光区域具有高吸收系数的光催化剂在光催化领域方面具有重要的应用前景。

贵金属纳米粒子（如Au和Ag）因其表面等离子体共振效应（SPR）在可见光谱范围具有较强的光吸收能力，被广泛应用于半导体光催化剂的复合材料中。其中，Ag/AgCl在可见光区域具有优异的光催化活性，其中Ag纳米颗粒由于表面等离子体共振效应可以有效吸收可见光，与AgCl形成异质结促进光生电子空穴对分离，进而提高光催化效率。另外，空心结构不仅节约光催化剂用量，而且能够多次反射可见光，提高光催化剂对光的利用率。

近些年来，已经有报道合成Ag/AgCl空心结构纳米管、纳米笼等多种微纳米结构的方法例如：唐等人使用牺牲模板法分别制备了AgCl/Ag立方笼结构 (Tang, Y.; Dong, Z.;Chen, Z.; Jiang, Z.; Xing, G.; Li, A. K. P.; Zhang, Y.; Sum, T. C.; Li, S.;Chen, X.; Efficient Ag@AgCl cubic cage photocatalysts profit from ultrafastplasmon~induced electron transfer processes. Adv. Funct. Mater. 2013, 23,2932~2940)。沈小平等人使用CCl₄和AgNO₃制备了立方形状的Ag/AgCl空心结构（Wu, S. K.;Shen, X. P.; Ji, Z. Y.; Zhu, G. X.; Chen, C. J.; Chen, K. G.; Bu, R.; Yang,L. M.; Synthesis of AgCl hollow cubes and their application in photocatalyticdegradation of organic pollutants. CrystEngComm, 2015, 17, 2517–2522）。尽管这些方法可以合成Ag/AgCl空心结构, 但制备过程中均采用先制备空心AgCl，然后利用光还原方法还原Ag纳米颗粒，其制备过程复杂，较为耗时。另外Ag的含量及分布在光还原过程中难以控制，影响光催化活性。现有已公开的专利（ZL 201510174470.4）中制备了Ag/AgBr实心复合微球，但是经试验发现：相对于实心结构，空心多孔结构具有更优异的光催化性能。因此，发展新型绿色快速制备空心结构的高效光催化剂的合成方法仍然是非常必要的。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，开发提供一种操作简单、可在室温下快速制备获得的光催化剂Ag/AgCl空心复合微球。

本发明还提供了上述Ag/AgCl空心复合微球的制备方法以及应用。