一种复合可见光光催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及光催化剂，特指一种可见光响应的AgX/Ag2CO3(X=Cl,I)复合光催化剂及其制备方法。将碳酸银置于水溶液中超声分散，得到碳酸银的分散液；将卤代离子液体充分溶解于去离子水中，在水浴加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的卤代离子液体溶液逐滴加入到碳酸银的分散液中，滴加完成后继续遮光搅拌一段时间；反应结束后，待冷却至室温，将反应所得到的产物洗涤并干燥，即可得到所述的光催化剂。本发明专利技术的优点在于制备过程简单，在可见光照射下即可对有色染料（亚甲基蓝）进行有效的降解。并利用离子液体良好的控制合成功能，使得AgX能够在Ag2CO3基体上较好的分散，达到提升光催化降解性能的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及光催化剂，特指一种可见光响应的AgX/Ag2CO3(X=Cl,I)复合光催化剂及其制备方法。将碳酸银置于水溶液中超声分散，得到碳酸银的分散液；将卤代离子液体充分溶解于去离子水中，在水浴加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的卤代离子液体溶液逐滴加入到碳酸银的分散液中，滴加完成后继续遮光搅拌一段时间；反应结束后，待冷却至室温，将反应所得到的产物洗涤并干燥，即可得到所述的光催化剂。本专利技术的优点在于制备过程简单，在可见光照射下即可对有色染料（亚甲基蓝）进行有效的降解。并利用离子液体良好的控制合成功能，使得AgX能够在Ag2CO3基体上较好的分散，达到提升光催化降解性能的目的。【专利说明】
本专利技术涉及光催化剂，特指一种可见光响应的AgX/Ag2C03 (X=Cl, I)复合光催化剂及其制备方法，属于复合材料和环境治理中光催化
。
技术介绍
在人类面临的众多环境问题中，毒性大、持久性有机污染物的去除一直是一个难题；目前，利用光催化技术降解有机污染物成为一个最为活跃的研究方向，利用半导体的物理性质把光能转化成化学能，在比较温和的条件下降解有机污染物，使其完全矿化，降解为无机小分子，并且不会带来二次污染，与其他处理方法相比有不可比拟的优点，其中对于具有可见光响应能力的光催化材料的研究更是热点。碳酸银作为一种新型可见光响应光催化剂，在可见光的照射下具有优异的光催化性能能够降解有机污染物，表现出较强的光氧化活性；但在光照下，碳酸银体系的银离子会被还原成单质银，导致碳酸银的稳定性较差，因此，提高其稳定性成为人们研究的难点；研究表明，卤化银具有较高的光敏性和光催化活性，并且通过实验研究发现，卤化银与碳酸银的导带与价带的能级能够相匹配，能够加速光生电子和空穴的输送和分离，从而提升碳酸银的稳定性和活性；因此，本专利技术提供一种AgX/Ag2C03 (X=Cl, I)复合材料的制备方法，其目的是通过卤化银的负载增强碳酸银在可见光区的光催化活性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种成本低廉的高效碳酸银复合可见光光催化剂及其制备方法，通过离子交换法合成出卤化银和碳酸银的光催化剂复合材料，实现AgX在Ag2CO3基体上有效的分散，同时达到调控其尺寸的目的；并解决现有光催化剂对可见光利用率不高和稳定性较差等问题。一种AgX/Ag2C03 (X=Cl, I)复合可见光光催化剂，其特征在于:两种催化剂卤化银和碳酸银的质量比分别为4-40%，96-60%，两组之和为100%，制备方法包括以下步骤: (I)将碳酸银置于水溶液中超声分散，得到碳酸银的分散液。(2)将卤代离子液体X，X=C1、I，n=4_16，加入去离子水中，搅拌溶解形成卤代离子液体溶液。(3)在水浴加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的卤代离子液体溶液逐滴加入到第一步所得的溶液中，滴加完成后继续遮光搅拌；离子液体的主要功能为控制AgX在Ag2CO3基体上有效的分散，形成异质结结构，同时达到调控其尺寸的目的。(4)将第三步反应所得到的产物洗涤并干燥，即可得到所述的光催化剂。步骤(1)中碳酸银与水质量比为0.1:100^1:100 ;超声分散时间为20-40分钟。步骤(2)中卤代离子液体与水的质量比为0.1:100^2:1OO0步骤(3)中的水浴温度为40-60°C，滴加完成后继续遮光搅拌100-200 min，进一步地遮光搅拌的反应时间优选为160-180分钟。步骤(4)中的洗涤指用去离子水和无水乙醇各清洗三遍。本专利技术与现有技术相比，其显著优点:利用卤化银对碳酸银光催化剂进行改性处理，而得到一种AgX/Ag2C03 (X=Cl, I)复合材料，一方面可以大幅度提高碳酸银在可见光区的吸收特性；另一方面卤化银和碳酸银形成异质结，有利于光生电子和空穴的分离，提高光催化活性，本专利技术的AgX/Ag2C03 (X=Cl, I)复合材料的制备方法简单易行，成本低，合成条件温和，有利于大规模推广。【专利附图】【附图说明】图1为实施例3所制得氯化银/碳酸银复合光催化剂的XRD图。图2为实施例3所制得氯化银/碳酸银异质结TEM图。图3为实施例3所制得碳酸银和氯化银/碳酸银复合光催化剂在可见光照射下对浓度为10 mg/L的亚甲基蓝光催化降解曲线图。图4为实施例4所制得碘化银/碳酸银复合光催化剂的XRD图。图5为实施例4所制得碘化银/碳酸银异质结TEM图。图6为实施例4所制得碳酸银和碘化银/碳酸银复合光催化剂在可见光照射下对浓度为10 mg/L的亚甲基蓝光催化降解曲线图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细地阐述。一种AgX/Ag2C03 (X=Cl, I)复合可见光光催化剂，其特征在于:两种催化剂卤化银和碳酸银的质量比分别为4-40%，96-60%，两组分之和为100%。本专利技术的可见光响应的AgX/Ag2C03 (X= Cl，I)复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤: 第一步，将碳酸银置于水溶液中超声分散20-40分钟，得到碳酸银的分散液，碳酸银与水质量比为0.1:100~1:100。第二步，将卤代离子液体(X (X=Cl、I，n=4_16))加入去离子水中，充分溶解后形成卤代离子液体溶液；卤代离子液体与水的质量比为0.1:100^2:100 ;离子液体的作用为使得卤化银均匀分散于Ag2CO3表面，形成异质结结构。第三步，在水浴40-60°C加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的卤代离子液体溶液逐滴加入到第一步所得的溶液中，滴加完成后继续遮光搅拌100-200 min，优选160-180 分钟。第四步，将第三步反应所得到的产物用去离子水和无水乙醇各清洗三遍，干燥后即可得到所述的光催化剂。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1:本专利技术的可见光响应的AgCVAg2CO3 (4.92 wt%)复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤: 第一步，将0.278 g碳酸银置于30 ml去离子水中超声分散20分钟，得到碳酸银的分散液。第二步，将0.034 g的 Cl氯代离子液体加入20 ml去离子水中，充分溶解后形成氯代离子液体溶液。第三步，在水浴40°C加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的氯代离子液体溶液逐滴加入到第一步所得的溶液中，滴加完成后继续遮光搅拌160分钟。第四步，将第三步反应所得到的产物用去离子水和无水乙醇各清洗三遍，干燥后即可得到所述的光催化剂。实施例2:本专利技术的可见光响应的AgCVAg2CO3(13.43 wt%)复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤: 第一步，将0.278 g碳酸银置于30 ml去离子水中超声分散30分钟，得到碳酸银的分散液。第二步，将0.103 g的 Cl氯代离子液体加入20 ml去离子水中，充分溶解后形成氯代离子液体溶液。第三步，在水浴50°C加热并且均匀搅拌的条件下，将已经配好的氯代离子液体溶液逐滴加入到第一步所得的溶液中，滴加完成后继续遮光搅拌170分钟。第四步，将第三步反应所得到的产物用去离子水和无水乙醇各清洗三遍，干燥后即可得到所述的光催化剂。实施例3:本专利技术的可见光响应的AgCVAg2CO3(20.54 wt%)复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤: 第一步，将0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合可见光光催化剂，其特征在于：所述复合可见光光催化剂为AgX/Ag2CO3，X=Cl, I；两种催化剂卤化银和碳酸银的质量比分别为4‑40%，96‑60%，两组之和为100%；颗粒状卤化银催化剂均匀分布在碳酸银催化剂的表面，形成异质结结构；复合的催化剂在可见光下对亚甲基蓝具有良好的光催化降解效果；对于AgCl /Ag2CO3复合可见光光催化剂，该复合光催化剂在前40分钟对10mg/L的亚甲基蓝进行快速降解，降解率达到80%，40‑60分钟进行缓慢降解，最终降解率达到98%；对于Ag I /Ag2CO3，该复合光催化剂在前20分钟对10mg/L的亚甲基蓝进行快速讲解，降解率就达到98%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许晖，朱嘉祥，李华明，宋永秀，宋艳华，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32