一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法，将Co-Ni LDH、Fe3O4纳米粒子和Na2HPO4溶于水中搅拌，抽滤得黑色沉淀，将黑色沉淀溶于CH3COOAg中搅拌，得到黑色的单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料。采用本发明专利技术的方法得到的复合材料能够在可见光下降解偶氮染料甲基橙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化剂
，具体涉及一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法。
技术介绍
2010年，杂志《自然》报道了一种具有强氧化性的可见光光催化剂磷酸银(Ag3PO4)，这种新型磷酸银光催化剂可以吸收波长小于520nm的太阳光，在可见光下的量子产率高达90％，并且在可见光下产生了强的氧化能力，在许多有机染料的降解实验中都表现出极其优越的光催化性能。作为一种新兴的材料，光催化剂可以利用太阳光处理环境污染物，为人类治理环境开辟了一条行之有效的新途径。二氧化钛(TiO2)具有高的催化活性，良好的化学稳定性，成本低廉，安全无毒等特性，是目前研究最热点的绿色催化剂之一。但二氧化钛等大多数催化剂只能在紫外光(占太阳光辐射的5％)下产生催化活性，低的太阳光利用率使得光催化活性大大的受限制。作为一种功能材料，光催化剂应具备以下特征：高活性和高效率；在高温、长时间反应下保持稳定性和抗中毒能力；机械稳定性和抗损耗性；在各种条件下保持物理稳定性和化学性能；光催化剂制备的原材料廉价。偶氮染料是指染料分子中含有连接两个芳香基(不单指芳香烃基，也指含有芳香性的杂化烃基)的偶氮结构的染料，通式为Ar-N＝N-Ar′。偶氮染料与芳环系统相连构成一个共轭体系作为染料的发色体。这类染料历史悠久，合成方便，性质稳定，价格低廉，广受喜爱。纺织服装如果使用含有禁用的偶氮染料，在与人体的长期接触中可能会产生被人体的皮肤所吸收，在人体内扩散，如果不能及时经由新陈代谢排出，这些染料在人体正常的新陈代谢反应的条件下，可能发生还原反应，进而分解出致癌芳香胺。致癌芳香胺经由活化作用，改变人体的DNA结构，最终引起人体诱变和引发癌症。甲基橙是一种典型的偶氮染料，微毒，难以生物降解。含有甲基橙的印染染料排放量大，有机物浓度高，难以生物降解，是备受关注的工业废水。因此，需找到一种能够降解 甲基橙的材料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法，采用本专利技术的方法得到的复合材料能够在可见光下降解偶氮染料甲基橙。本专利技术提供一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法，将Co-Ni LDH、Fe3O4纳米粒子和Na2HPO4溶于水中搅拌，抽滤得黑色沉淀，将黑色沉淀溶于CH3COOAg中搅拌，得到黑色的单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料。优选地，所述CH3COOAg和Na2HPO4的摩尔比为(1-3):(0.5-1.5)。其中，两者比例为3:1时最佳。醋酸银和磷酸氢二钠生成磷酸银反应的摩尔比就是3：1,可以使两者恰好完全反应。优选地，所述Co-Ni LDH和Fe3O4原料的摩尔比为(1.5-3)：(0.5-1.2)；最优选为2.5:1。选择其他比例时，制备出来的都不是完整的六边形，六边形会碎成小碎片。进一步地，所述Co-Ni LDH的制备方法是：将CoCl2·6H2O，NiCl2·6H2O和环六亚甲基四胺加入到蒸馏水中溶解，将混合液在120℃下反应，冷却后抽滤，洗涤至中性，干燥，得到Co-Ni LDH。进一步地，所述CH3COOAg的制备方法是：在醋酸钠溶液中逐滴加入AgNO3溶液，CH3COONa和AgNO3的摩尔比为1：1；分离反应液，得到的粉末用乙酸洗，除去乙酸后干燥，即得CH3COOAg；作为优选，醋酸钠溶液的浓度为0.05-0.15g/ml；作为优选，所述酸洗是用乙酸洗。醋酸钠浓度太小时，得到醋酸银沉淀时需要的时间太久，浓度太大时生成的沉淀因为太密集而形成的沉淀颗粒较小；没有用乙酸洗时制备的醋酸银发黄，当用乙酸洗涤出来的醋酸银是白色闪光状物质。更进一步地，所述AgNO3的浓度为0.5-2.5mol/L。采用该浓度能够制备得到十二面磷酸银。本专利技术的第二个目的是提供应用上述方法制备得到的单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料。本专利技术的第三个目的是提供上述单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料在降解甲基橙中的应用。优选地，所述降解是在可见光下降解。优选地，所述甲基橙的pH为8。pH＝8时降解效果最好。本专利技术利用Co-Ni LDH复合Ag3PO4和Fe3O4，极大的提高了可见光催化降解甲基橙的能力。由于可见光的激发，Ag3PO4价带上的电子跃迁到导带上，导带上的电子传递给Fe3O4。而价带上的空穴转移到Ag3PO4表面，使得Co-Ni双氢氧化物中的氢氧根变成OH·，同时，Ag上的空穴也可以将甲基橙氧化成CO2和H2O。而Fe3O4上导带上的电子可以将氧气变成超氧阴离子自由基，超氧阴离子自由基具有强烈的氧化能力。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1中A为本专利技术的Co-Ni层状物，B为本专利技术制备的Ag3PO4纳米粒子，C、D为本专利技术制备的六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的扫描电镜图；图2为本专利技术制备的六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的X射线粉末衍射谱图；图3为本专利技术制备的复合材料降解甲基橙的曲线图；图4为甲基橙降解的原理示意图。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。实验过程中使用的水均为二次蒸馏水(简称二次水)，实验所用的试剂均为分析纯。本实验所使用的仪器与试剂：石英管加热式自动双重纯水蒸馏器(1810B，上海亚太技术玻璃公司)用于制备二次蒸馏水；电子天平(北京赛多利斯仪器有限公司)用于称量药品；JSM－6701F冷场发射型扫描电镜(日本电子株式会社)用于形貌表征；UV1102(上海天美科学仪器有限公司)；超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O、Na2HPO4(天津市凯信化学工业有限公司)，环六亚甲基四胺、油酸(阿拉丁)，AgNO3(天津市百世化工有限公司)。实施例1本专利技术的单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法如下：1、Co-Ni LDH的制备(1)将0.1189g CoCl2·6H2O，0.059gNiCl2·6H2O和0.6308g环六亚甲基四胺加入到100ml的蒸馏水中；(2)将混合液超声分散10min使其充分溶解；频率大小没有要求，只要将其分散即可。(3)将混合液转入到100ml的反应釜中120℃反应5h；在120℃反应较在95℃反应制备的Co-Ni LDH含有的OH-更多，有利于生成OH·；(4)待冷却后将混合液抽滤，用二次水洗涤至中性，得淡黄色沉淀，在室温下干燥，制备得到Co-Ni LDH。图1A为制备得到的C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co‑Ni LDH复合材料的制备方法，其特征在于：将Co‑Ni LDH、Fe3O4纳米粒子和Na2HPO4 溶于水中搅拌，抽滤得黑色沉淀，将黑色沉淀溶于CH3COOAg中搅拌，得到黑色的单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co‑Ni LDH复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料的制备方法，其特征在于：将Co-Ni LDH、Fe3O4纳米粒子和Na2HPO4 溶于水中搅拌，抽滤得黑色沉淀，将黑色沉淀溶于CH3COOAg中搅拌，得到黑色的单层六边Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述CH3COOAg和Na2HPO4的摩尔比为( 1-3) : (0.5-1.5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述Co-Ni LDH和Fe3O4原料的摩尔比为（1.5-3）：（0.5-1.2）；最优选为2.5:1。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述Co-Ni LDH的制备方法是：将 CoCl2·6H2O，NiCl2·6H2O和环六亚甲基四胺加入到蒸馏水中溶解，将混合液在120℃下反应，冷却后抽滤，洗涤至中性，干燥，得到Co-N...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢小泉，陈平，严小雨，王彩荷，郭旭东，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62