钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料及其制备方法和应用，该复合材料包括钨酸镉和银/碘化银材料，银/碘化银材料负载在钨酸镉上，银/碘化银材料由Ag纳米颗粒和碘化银组成。其制备方法包括：碘化银/钨酸镉的制备和原位光还原制备Ag@AgI/CdWO4复合材料。本发明专利技术的复合材料具有对可见光吸收范围广、吸收强度高、光生电荷传导与分离效率高、光催化性能好、稳定性和抗光腐蚀能力强等优点，其制备方法具有反应条件容易控制、操作方法简单、没有使用任何有机溶剂、无二次污染、环保效益好等优点，将该复合材料用于处理染料废水和抗生素废水时具有去除率高、去除速率快、操作方便、成本低廉、无二次污染等优点。

Silver tungstate modified silver iodide composite material and its preparation method and Application

The invention discloses a silver / silver iodide composite material modified by cadmium tungstate and its preparation method and application. The composite material includes cadmium tungstate and silver / silver iodide material, silver / silver iodide material is loaded on cadmium tungstate, silver / silver iodide material is made up of Ag nanoparticles and silver iodide. The preparation methods include: preparation of silver iodide / cadmium tungstate and in-situ photoreduction of Ag@AgI/CdWO4 composites. The composite has the advantages of wide absorption of visible light, high absorption strength, high transmission and separation efficiency, good photocatalytic performance, good stability and strong resistance to photocorrosion. The preparation method has the advantages of easy control, simple operation, no use of any organic solvent, no two times of pollution. With the advantages of dyeing and environmental protection, the composite material has the advantages of high removal rate, fast removal rate, convenient operation, low cost and no two pollution when treating dye wastewater and antibiotic wastewater.

【技术实现步骤摘要】
钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于材料制备与环境保护领域，涉及一种银/碘化银复合材料及其制备方法和应用，具体涉及一种钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着经济的发展，能源与环境问题日益突出，半导体光催化技术由于能够实现从太阳能到化学能的转化而被认为是解决环境与能源问题最具有应用前景的方法之一。传统的光催化剂TiO2由于具有较高的紫外光催化活性、环境友好性和化学稳定性而被视为具有良好产能和环境修复应用前景的光催化材料。然而，由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，使得其只能对占太阳能4%的紫外光响应，严重限制了其在可见光（λ>400nm）照射下降解污染物中的应用。因此，构建具有高可见光催化活性的光催化剂成为了光催化领域的研究焦点。近年来，卤化银半导体AgX（X=Cl、Br和I）引了广泛的研究兴趣，并被用作污染物降解的光催化材料，尤其是AgI，其较AgCl和AgBr具有较窄的禁带~2.8eV，这使得它具有良好的可见光响应特性，而且AgI在光催化过程中可以和银纳米颗粒稳定共存形成Ag@AgI。银纳米粒子具有等离子体共振效应，能明显增强可见光催化活性。然而，光生电荷的快速复合以及AgI极易光腐蚀严重限制了Ag@AgI在可见光照下光催化效率和实际应用。因而开发具有高可见光催化活性的Ag@AgI基光催化材料是实现污染物高效去除效率的必要途径。作为多组分的金属氧化物，钨酸盐由于其光学、化学以及结构上的优良性能，被认为是应用广泛的功能材料。其中，CdWO4不仅具有与TiO2相当的紫外光催化活性，还具有较高的折射率、低辐射损伤和优良的X射线吸收。因而，CdWO4被认为是构建新型高效光催化复合材料的良好载体。到目前为止，尽管多种CdWO4基的光催材料，如CdS/CdWO4、g−C3N4/CdWO4、CdWO4/Bi2O2CO3、C3N4/CdS/CdWO4、WO3/CdWO4等已经被制备，但上述材料的合成方法复杂、所需温度高、能耗大、生产成本高，且产物的光生电荷分离效率并不理想，难以满足工业化应用的需求。因此获得一种对可见光响应范围广、吸收强度高、光生电荷传导与分离效率高、光催化性能好、抗光腐蚀性能强的钨酸盐基银系（Ag@AgI/CdWO4）复合材料以及提供一种反应条件容易控制、操作方法简单、制备过程中没有使用任何有机溶剂、无二次污染、环保效益好的Ag@AgI/CdWO4复合材料的制备方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种对可见光吸收范围广、吸收强度高、光生电荷传导与分离效率高、光催化性能好、稳定性和抗光腐蚀能力强、循环利用性好的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料，还提供了一种反应条件容易控制、操作方法简单、制备过程中没有使用任何有机溶剂、无二次污染、环保效益好的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的制备方法，以及该钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料在处理染料废水和抗生素废水的应用，该应用方法具有去除率高、去除速率快、操作方便、成本低廉、无二次污染等优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料，包括钨酸镉和银/碘化银材料，所述银/碘化银材料负载在钨酸镉上；所述银/碘化银材料由Ag纳米颗粒和碘化银组成。上述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料中，进一步改进的，所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料中，所述Ag纳米颗粒的质量百分含量为0.3%～1.5%，所述碘化银的质量百分含量为21.3%～90.3%，所述钨酸镉的质量百分含量为8.2%～78.3%。上述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料中，进一步改进的，所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的比表面积为0.075m2/g～5.45m2/g，平均孔径为2.30nm～14.62nm，孔容为0.0005cm3/g～0.0192cm3/g；所述银/碘化银材料为颗粒状，直径为200nm～800nm；所述钨酸镉为纳米棒状，长度为200nm～400nm，直径为50nm～100nm。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种上述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将KI、钨酸镉于水中混合，超声，逐滴加入AgNO3溶液进行原位沉淀反应，得到含有碘化银/钨酸镉的混合液；S2、将步骤S1中的含有碘化银/钨酸镉的混合液置于进行原位光还原反应，离心，洗涤，真空干燥，得到钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料。上述的制备方法中，进一步改进的，步骤S1中，所述钨酸镉的制备方法包括以下步骤：将Na2WO4·2H2O溶液逐滴加至Cd(NO3)2·4H2O溶液中，调节所得混合溶液的pH进行水热反应，过滤，洗涤，干燥，得到钨酸镉。上述的制备方法中，进一步改进的，所述Na2WO4·2H2O溶液中的Na2WO4·2H2O与所述Cd(NO3)2·4H2O溶液中的Cd(NO3)2·4H2O的质量比为1.069～1.070∶1；和/或，所述混合溶液的pH采用氨水调节；所述混合溶液的pH为9.2～9.4；所述氨水的质量浓度为25%～28%；和/或，所述水热反应的温度为130℃～150℃；所述水热反应的时间为12h～16h；所述洗涤依次采用无水乙醇和水；所述干燥的温度为50℃～70℃；所述干燥的时间为10h～14h。上述的制备方法中，进一步改进的，步骤S1中，所述KI、所述AgNO3溶液中的AgNO3与所述钨酸镉的质量比为0.19～7.73∶0.20～8.21∶1；所述超声的时间为30min～60min；所述原位沉淀反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为300rpm～450rpm；所述原位沉淀反应的时间为30min～60min；和/或，步骤S2中，所述原位光还原反应在紫外光条件下进行；所述原位光还原反应的时间为25min～35min；所述洗涤依次采用水和无水乙醇；所述真空干燥的温度为50℃～70℃；所述真空干燥的时间为4h～6h。作为一个总的技术构思，本专利技术提供了一种上述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料在处理抗生素废水中的应用。上述的应用中，进一步改进的，包括以下步骤：将钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料与抗生素废水混合，在黑暗条件下振荡吸附，达到吸附平衡后，在光照射下进行光催化降解，完成对抗生素废水的处理；所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的添加量为每升所述抗生素废水中添加所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料100mg～300mg。上述的应用中，进一步改进的，所述抗生素废水中的抗生素为四环素；所述抗生素废水中抗生素的浓度为15mg/L～25mg/L；和/或，所述振荡吸附的时间为60min～120min；和/或，所述光催化降解在波长＞400nm的可见光下进行；和/或，所述光催化降解的时间为2min～24min。作为一个总的技术构思，本专利技术提供了一种上述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料在处理染料废水中的应用。上述的应用中，进一步改进的，包括以下步骤：将钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料与染料废水混合，在黑暗条件下振荡吸附，达到吸附平衡后，在光照射下进行光催化降解，完成对染料废水的处理；所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的添加量为每升所述染料废水中添加所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料，其特征在于，包括钨酸镉和银/碘化银材料，所述银/碘化银材料负载在钨酸镉上；所述银/碘化银材料由Ag纳米颗粒和碘化银组成。

【技术特征摘要】
1.一种钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料，其特征在于，包括钨酸镉和银/碘化银材料，所述银/碘化银材料负载在钨酸镉上；所述银/碘化银材料由Ag纳米颗粒和碘化银组成。2.根据权利要求1中所述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料，其特征在于，所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料中，所述Ag纳米颗粒的质量百分含量为0.3%～1.5%，所述碘化银的质量百分含量为21.3%～90.3%，所述钨酸镉的质量百分含量为8.2%～78.3%。3.根据权利要求1或2中所述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料，其特征在于，所述钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的比表面积为0.075m2/g～5.45m2/g，平均孔径为2.30nm～14.62nm，孔容为0.0005cm3/g～0.0192cm3/g；所述银/碘化银材料为颗粒状，直径为200nm～800nm；所述钨酸镉为纳米棒状，长度为200nm～400nm，直径为50nm～100nm。4.一种如权利要求1～3中任一项所述的钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将KI、钨酸镉于水中混合，超声，逐滴加入AgNO3溶液进行原位沉淀反应，得到含有碘化银/钨酸镉的混合液；S2、将步骤S1中的含有碘化银/钨酸镉的混合液置于进行原位光还原反应，离心，洗涤，真空干燥，得到钨酸镉修饰的银/碘化银复合材料。5.根据权利要求4中所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述钨酸镉的制备方法包括以下步骤：将Na2WO4·2H2O溶液逐滴加至Cd(NO3)2·4H2O溶液中，调节所得混合溶液的pH进行水热反应，过滤，洗涤，干燥，得到钨酸镉。6.根据权利要求5中所述的制备方法，其特征在于，所述Na2WO4·2H2O溶液中的Na2WO4·2H2O与所述Cd(NO3)2·4H2O溶液中的Cd(NO3)2·4H2O的质量比为1.069～1.070∶1；和/或，所述混合溶液的pH采用氨水调节；所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁兴中，吴志斌，曾光明，蒋龙波，张进，熊婷，王侯，夏琦，于瀚博，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43