具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料及其制备方法。该氧化银钨青铜复合隔热材料由的氧化银和钨青铜复合而成，氧化银包覆钾钨青铜；在可见光的条件下，对浓度为20mg/L的罗丹明B溶液，在可见光照射30min内对罗丹明B的降解率超过95％。制备时，将钨青铜纳米粉体分散于去离子水中，超声分散得到分散液A；将硝酸银加入到分散液A中，黑暗条件下超声处理，然后在黑暗条件下搅拌，钨青铜和硝酸银溶液充分混合，得到分散液B；滴加碱性溶液到分散液B中，控制pH值，滴加结束后再持续反应，洗涤，离心，干燥。本发明专利技术材料在显著提升可见光的利用效率同时，还具有良好的透明性、近红外屏蔽性能及隔热性能。

Silver oxide tungsten bronze composite heat insulation material with high visible light photocatalytic property and preparation method thereof

The invention discloses a silver oxide tungsten bronze composite heat insulation material with high visible light photocatalytic performance and a preparation method thereof. The silver oxide tungsten bronze composite insulation material is composed of silver oxide and tungsten bronze, silver oxide coated potassium tungsten bronze; under visible light conditions, the degradation rate of rhodamine B in 20 mg/L rhodamine B solution is more than 95% in 30 minutes under visible light irradiation. In preparation, tungsten bronze nano-powder was dispersed in deionized water and dispersed by ultrasonic wave to obtain dispersant A; silver nitrate was added to dispersant A, treated by ultrasonic wave in dark condition, then stirred in dark condition, and tungsten bronze and silver nitrate solution were fully mixed to obtain dispersant B; alkaline solution was added to dispersant B to control P. H value, after the end of the reaction, continuous reaction, washing, centrifugation, drying. The material has good transparency, near infrared shielding performance and heat insulation performance while significantly improving the utilization efficiency of visible light.

【技术实现步骤摘要】
具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料及其制备方法
本专利技术涉及一种具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料及其制备方法。
技术介绍
随着人类社会和工业生产的发展，人们对于能源的需求不断加大，传统的能源如石油、煤炭正在逐渐枯竭，能源危机问题越发严重；同时，工业生产所产生的大量污染物对人类的健康构成威胁，节能和环保越来越受到人们的重视。玻璃在建筑、汽车等方面广泛地被应用。一方面，普通玻璃隔热性能差，引起室内温度升高，带来能源的浪费，因此，探索新型可用于制备隔热玻璃的热阻隔材料已经成为研究者研究的热点；另一方面，普通玻璃尤其是建筑幕墙玻璃吸附了空气中的有机物后，形成污垢，表面变脏。其清洁存在如：高空作业，危险性大；使用大量洗涤剂，污染环境等问题，因此开发一种可用于增强玻璃的自清洁能力的材料是目前急需解决的问题。钨青铜材料是一种含钨的非化学计量比化合物，其化学式为MXWO3，其中M为碱金属、碱土金属、铵根离子等，x介于0到1之间。近年有研究人员发现钨青铜纳米粒子作为一种近红外屏蔽材料，可用于制备透明隔热薄膜。关于钨青铜纳米粒子的近红外屏蔽性能的研究已有较多报道，专利(铯钨青铜纳米粉体的制备方法和功能膜，申请号201410808587.9，公告号CN104528829A,公告日2015.04.22)公开了一种具有近红外屏蔽性能的铯钨青铜纳米粉体的制备方法和一种功能透明隔热膜。利用太阳光光催化降解污染物是自清洁的手段之一，并且光催化性能的好坏决定了自清洁能力的强弱。关于钨青铜纳米粒子及其复合材料的光催化性能的研究并不多见，专利(全光谱响应型铵钨青铜#二氧化钛复合光催化剂，申请号201610478351.2，公告号CN106040280A，公告日2016.10.26)公开了一种铵钨青铜复合二氧化钛光催化剂，以铵钨青铜为基材，负载二氧化钛。但是，二氧化钛的禁带宽度较大，在可见光波段几乎没有吸收，所以复合材料对占太阳光总能量43％的可见光的利用率较低,在350w氙灯照射下，0.05g复合粉体2小时内对50ml浓度为20mg/L罗丹明B的降解率仅为80％，可见光光催化性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单易实施的具有高可见光光催化性能的氧化银包覆钨青铜复合隔热材料及其制备方法，该材料在显著提升可见光的利用效率，具有高可见光光催化效果，还具有良好的透明性、近红外屏蔽性能及隔热性能。本专利技术在钨青铜上负载氧化银纳米颗粒，以硝酸银为银源，在碱液中，利用硝酸银与碱液反应，在钨青铜上以非均匀成核的方式生长出氧化银纳米颗粒，离心后，干燥，可得到氧化银/钨青铜复合材料样品，经改性后的钨青铜，对可见光的利用效率、可见光光催化性能得到大幅度提升。同时复合材料具有良好的透明性、近红外屏蔽性能及隔热性能，能够作为制备自清洁隔热玻璃薄膜的一种候选材料。本专利技术方法工艺简单，易实施，具有较高的实际应用价值。本专利技术通过半导体复合手段，提升钨青铜材料的可见光光催化性能，该复合材料相比于钨青铜材料在可见光范围内的光催化性能有较大提升，同时复合材料具有良好的透明性、近红外屏蔽性能及隔热性能，能够制备自清洁隔热玻璃薄膜。本专利技术氧化银和钨青铜形成协同配合作用，光催化性能显著提升的同时，还具有红外屏蔽性能及隔热性能。提升的机理为：一方面氧化银是一种半导体材料，同时也是一种光催化材料，具有窄的禁带宽度，在可见光区域有较强的吸收，能增强复合后材料对可见光的吸收，对可见光的强吸收是高可见光光催化性能的前提；另一方面氧化银是一种p型半导体，钨青铜是n型半导体，二者复合可以形成p-n异质结，能有效的分离光生电子和空穴，使得复合后的材料的光催化性能得到提高。本专利技术目的通过以下的技术方案实现：具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料：该氧化银钨青铜复合隔热材料由质量比为1:400～2:1的氧化银和钨青铜复合而成，氧化银包覆钾钨青铜；在可见光的条件下，对浓度为20mg/L的罗丹明B溶液，在可见光照射30min内对罗丹明B的降解率超过95％。所述的具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将钨青铜纳米粉体分散于去离子水中，超声分散得到分散液A；2)将硝酸银加入到分散液A中，黑暗条件下超声处理，硝酸银充分溶解，然后在黑暗条件下搅拌，钨青铜和硝酸银溶液充分混合，得到分散液B；3)滴加碱性溶液到步骤2)所得的分散液B中，控制反应的pH值为4-12，滴加结束后再持续反应，洗涤，离心，干燥，得到氧化银包覆钨青铜复合可见光光催化材料。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述的钨青铜纳米粉末为锂钨青铜、钠钨青铜、钾钨青铜、铵钨青铜、铷钨青铜和铯钨青铜纳米粉末中的一种或多种。优选地，所述分散液A中硝酸银与钨青铜的质量比为1:400～4:1。优选地，步骤(1)中所述的超声分散的时间为10-30min。优选地，所述的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水和尿素中的一种。优选地，所述的碱性溶液的浓度为0.001mol/L～1mol/L。优选地，所述的pH值为8-12；步骤1)和步骤2)超声分散或超声处理的超声功率为80w；所述滴加结束后再持续反应的时间为3-20min。优选地，所述的洗涤为分别用去离子水和无水乙醇依次洗涤多次。优选地，所述的干燥为60℃下真空干燥10-20h；所述的搅拌为磁力搅拌。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过纳米氧化银颗粒与钨青铜光催化剂进行复合处理，从而得到一种氧化银/钨青铜复合材料，一方面可以大幅度的改善钨青铜在可见光区域光的吸收特性及可见光光催化性能；另一方面复合后的材料具有良好的透明性、近红外屏蔽性能及隔热性能，能够作为制备自清洁隔热玻璃薄膜的一种候选材料。此外，本专利技术的氧化银/钨青铜复合材料的制备方法简单，容易实施，合成条件温和，常温常压即可合成，有利于大规模推广。附图说明图1a为实施例1和对比例1所制备的材料及钾钨青铜的XRD图谱图1b是图1a图中氧化银包覆钾钨青铜复合材料在30-40°XRD慢扫图谱。图2为实施例1所制备的氧化银包覆钾钨青铜复合可见光光催化剂的扫描电子显微镜图及能谱图。图3为实施例1所制备的氧化银包覆钾钨青铜复合可见光光催化剂、钾钨青铜材料的可见光光催化降解罗丹明B效率图。图4为利用实施例3所制备的氧化银包覆钾钨青铜复合隔热材料制得的薄膜的可见-近红外透过率光谱图。图5为利用实施例3所制备的氧化银包覆钾钨青铜复合隔热材料制得的薄膜的隔热性能图。图6为本专利技术所制备的复合材料的可见光光催化性能增强的机理图。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种合成具有高可见光光催化性能的氧化银钾钨青铜复合隔热材料的方法，包括如下步骤：(1)称取0.2g钾钨青铜加入到装有50ml去离子水的烧杯中，超声分散10min得到分散液A，称取0.029g硝酸银固体颗粒置于分散液A中，钾钨青铜与氧化银的质量比为10比1；在黑暗条件下，超声处理10min后，再在黑暗条件下磁力搅拌30min，得到分散液B。(2)逐滴向分散液B中加入足够使溶液中所有的银离子转化为氧化银的0.01mol/L的氢氧化钠溶液，控制反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料，其特征在于：该氧化银钨青铜复合隔热材料由质量比为1:400～2:1的氧化银和钨青铜复合而成，氧化银包覆钾钨青铜；在可见光的条件下，对浓度为20mg/L的罗丹明B溶液，在可见光照射30min内对罗丹明B的降解率超过95％。

【技术特征摘要】
1.具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料，其特征在于：该氧化银钨青铜复合隔热材料由质量比为1:400～2:1的氧化银和钨青铜复合而成，氧化银包覆钾钨青铜；在可见光的条件下，对浓度为20mg/L的罗丹明B溶液，在可见光照射30min内对罗丹明B的降解率超过95％。2.权利要求1所述的具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将钨青铜纳米粉体分散于去离子水中，超声分散得到分散液A；2)将硝酸银加入到分散液A中，黑暗条件下超声处理，硝酸银充分溶解，然后在黑暗条件下搅拌，钨青铜和硝酸银溶液充分混合，得到分散液B；3)滴加碱性溶液到步骤2)所得的分散液B中，控制反应的pH值为4-12，滴加结束后再持续反应，洗涤，离心，干燥，得到氧化银包覆钨青铜复合可见光光催化材料。3.根据权利要求2所述的具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料的制备方法，其特征在于：所述的钨青铜纳米粉末为锂钨青铜、钠钨青铜、钾钨青铜、铵钨青铜、铷钨青铜和铯钨青铜纳米粉末中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的具有高可见光光催化性能的氧化银钨青铜复合隔热材料的制备方法，其特征在于：所述分散液A...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，吴笑梅，蔡李刚，樊粤明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44