一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法，将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应5‑8h得到平均直径为0.3‑0.7μm的碳球；将10wt%‑25wt%的氨水溶液滴加至0.05‑0.2mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.01‑0.1:1，搅拌2‑10h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液中，其中Ag

Preparation of Ag3PO4@Ag/Carbon Ball Ternary Heterojunction Composites with Selective Removal of Cationic Dyes

The invention discloses a preparation method of Ag 3 PO4@Ag/carbon sphere ternary heterojunction composite material for selective removal of cationic dyes. A glucose solution with molar concentration of 0.5 mol/L is placed in a hydrothermal reactor at 180 C for 5 8 h to obtain a carbon sphere with an average diameter of 0.3 0.7 micron; and an ammonia water drop of 10 wt%25 wt% is added to 0. A transparent silver ammonia solution was prepared in AgNO3 solution of 0.05 0.2 mol/L. Carbon spheres were added to silver ammonia solution, in which the mass ratio of carbon spheres to AgNO3 was 0.01 0.1:1, stirring for 2 10 h. Na2HPO4 solution was dripped into the above mixed solution, in which Ag was added.

【技术实现步骤摘要】
一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法
本专利技术属于复合光催化材料的合成
，具体涉及一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法。
技术介绍
新型光催化剂Ag3PO4具有良好的可见光催化性能，在可见光下(λ>420nm)光解水制O2时量子效率可达90％且可有效降解有机染料，是一种很有发展前景的光催化剂。但是由于Ag3PO4的导带位置比H2O/H2的氧化还原电位更正，导致光催化过程中H2O分子无法捕获光生电子，这些光生电子将与Ag3PO4中的Ag+发生反应生成金属Ag分布在Ag3PO4的表面，出现光腐蚀现象，影响Ag3PO4的光稳定性及光催化性能。碳材料具有良好的导电性能，与Ag3PO4复合以后可以快速转移光生电子，增加Ag3PO4光催化性能的同时减少光腐蚀。金属Ag纳米颗粒也可以增加Ag3PO4中光生电子的转移及对可见光的吸收。将碳材料、Ag纳米颗粒同时与Ag3PO4复合可以进一步提高其光催化性能和光稳定性，已有文献报道Ag3PO4与碳材料(石墨烯、碳纳米管等)、Ag纳米颗粒共同复合可进一步提高其光催化性能，但是Ag纳米颗粒一般分布在Ag3PO4表面上，过多的Ag纳米颗粒会占据Ag3PO4表面上的活性位点影响其光催化性能，因此Ag纳米颗粒的负载位置对其光催化性能有一定的影响。本申请采用化学沉淀法合成一种Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结，其中Ag纳米颗粒分布在碳球上，碳球镶嵌在Ag3PO4中，这样既可以加速光生电荷的分离又不影响Ag3PO4光催化性能的发挥。另外，利用异质结材料的吸附和光催化协同效应可以更有效的去除有机染料。在去除过程中，染料可以先从液相转移到固相催化剂，然后在光催化过程中染料被催化降解实现吸附位点的原位再生，提高了染料的去除效率。目前虽有一些异质结材料利用吸附光催化去除有机染料的报道，但是尚未见关于Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料选择性去除阳离子染料的报道。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法，含有Ag纳米颗粒的碳球不仅能够选择性地吸附阳离子染料，而且能够增加Ag3PO4对可见光的吸收以及加快光生电子的快速转移，最终实现快速高效去除阳离子染料的目的，合成的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料具有很好的稳定性。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应5-8h得到平均直径为0.3-0.7μm的碳球；将10wt％-25wt％的氨水溶液滴加至0.05-0.2mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.01-0.1:1，搅拌2-10h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液中，其中Ag+与PO43-的摩尔比为3:1-10，反应1-3h，随后离心、过滤、洗涤，真空干燥箱中50℃干燥制得Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料。本专利技术制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料中Ag纳米颗粒分布在碳球上，碳球镶嵌在Ag3PO4中，减少对Ag3PO4活性位点的覆盖，加速光生电子的转移，能够实现对阳离子染料亚甲基蓝的选择性去除。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、Ag纳米颗粒直接生长在碳球上，碳球镶嵌在Ag3PO4中，减少对Ag3PO4活性位点的覆盖，加速光生电子的转移；2、室温下通过一步化学反应就可同时得到Ag纳米颗粒和Ag3PO4，不需要额外的光照和强还原剂还原得到Ag纳米颗粒；3、Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料兼具吸附和光催化的性能，能够选择性去除阳离子染料亚甲基蓝，具有很好的稳定性。附图说明图1是实施例3制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的SEM图，由图可以看出碳球镶嵌在Ag3PO4中；图2是实施例2制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的XRD图，由图可知样品中含有Ag3PO4和金属Ag；图3是实施例2制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的TEM图，由图可以看出Ag纳米颗粒分布在碳球上，碳球镶嵌在Ag3PO4中；图4是Ag3PO4及实施例1和2制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料去除阳离子染料亚甲基蓝的效果图，由图可知制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料对亚甲基蓝具有很强的吸附和光催化降解效果；图5是Ag3PO4及实施例1制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料去除阴离子染料甲基橙的效果图，由图可知制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料对甲基橙没有吸附效果，仅有光催化降解能力，进而表明本专利技术制得的制得的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料主要对阳离子染料具有良好的去除效果。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应5h得到平均直径为0.3μm的碳球；将25wt％的氨水溶液滴加至0.05mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.01:1，搅拌6h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液中，其中Ag+与PO43-的摩尔比为3:2，反应3h，随后离心、过滤、洗涤，真空干燥箱中50℃干燥制得Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料，标记为Ag3PO4@Ag/碳球-1。实施例2将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应8h得到平均直径为0.7μm的碳球；将15wt％的氨水溶液滴加至0.1mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.03:1，搅拌2h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液中，其中Ag+与PO43-的摩尔比为3:10，反应1h，随后离心、过滤、洗涤，真空干燥箱中50℃干燥制得Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料，标记为Ag3PO4@Ag/碳球-2。实施例3将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应8h得到平均直径为0.7μm的碳球；将10wt％的氨水溶液滴加至0.1mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.1:1，搅拌10h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液中，其中Ag+与PO43-的摩尔比为3:1，反应2h，随后离心、过滤、洗涤，真空干燥箱中50℃干燥制得Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料，标记为Ag3PO4@Ag/碳球-3。以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应5‑8h得到平均直径为0.3‑0.7μm的碳球；将10wt%‑25wt%的氨水溶液滴加至0.05‑0.2mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.01‑0.1:1，搅拌2‑10h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液中，其中Ag+与PO43‑的摩尔比为3:1‑10，反应1‑3h，随后离心、过滤、洗涤，真空干燥箱中50℃干燥制得Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种选择性去除阳离子染料的Ag3PO4@Ag/碳球三元异质结复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将摩尔浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应5-8h得到平均直径为0.3-0.7μm的碳球；将10wt%-25wt%的氨水溶液滴加至0.05-0.2mol/L的AgNO3溶液中配制成透明的银氨溶液；将碳球加入到银氨溶液中，其中碳球与AgNO3的质量比为0.01-0.1:1，搅拌2-10h；将Na2HPO4溶液滴加到上述混合溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓华，魏崇，李炳鑫，王晓兵，娄向东，周建国，李彩珠，苏帅，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41