高效光催化剂及其制备方法以及其在液相条件下降解有机染料的应用技术

本发明专利技术公开一种高效光催化剂及其制备方法以及其在液相条件下降解有机染料的应用。该高效光催化剂包括：四针状ZnO，以及附着于其表面的Ag/AgCl。上述高效光催化剂具有以下优点：首次将Ag/AgCl复合物与四针状ZnO再次复合；制备出的复合物具有稳定的理化性质、较高的比表面积、较强的氧化还原能力；制备工艺简单、周期短，易于实现大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
高效光催化剂及其制备方法以及其在液相条件下降解有机染料的应用
本专利技术涉及光催化材料领域，特别涉及一种高效光催化剂及其制备方法以及其在液相条件下降解有机染料的应用。
技术介绍
光催化氧化技术(PhotocatalyticOxidation)是近几十年迅速发展起来的、有着重要应用前景的绿色技术。随着我国化学工业的不断发展，工业废水不断增加，其中印染废水是主要的工业污染废水之一。因此，探寻出有效治理印染废水的方法对社会经济的发展有着重大的意义。目前对光催化剂的研究主要集中在TiO2上，单独使用TiO2光催化效率较低，其较宽的带隙使其并不适用于可见光条件下的光催化降解，掺杂改性后的催化结果也并不十分满意。因此，制备新型可见光催化剂越来越受到人们的重视。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种高效光催化剂及其制备方法以及其在液相条件下降解有机染料的应用。本专利技术提供一种高效光催化剂，其包括：四针状ZnO，以及附着于其表面的Ag/AgCl。本专利技术还提供一种上述高效光催化剂的制备方法，其采用一步法合成，具体包括以下步骤：称取0.18g分析纯盐酸多巴胺和0.27g聚乙烯吡咯烷酮，量取55ml去离子水，混合后在磁力搅拌下溶解，用1mol/L的NaOH溶液调节PH值为5，继续搅拌5min；称取1.75gAgNO3定容到50ml棕色容量瓶内，此AgNO3溶液的质量分数为3.5wt％；量取5ml此AgNO3溶液注入到上述磁力搅拌的溶液中，大力搅拌30min，称取制备好的四针状ZnO与其混合，继续搅拌5min；将反应后的溶液导入50ml离心管中，以9000r/min离心6min，用去离子水洗涤3次后将沉淀物分散于无水乙醇中，在60℃鼓风干燥箱内干燥；将干燥后的产品研磨，即为四针状ZnO晶须为载体的Ag/AgCl/ZnO复合高效光催化剂。进一步地，四针状ZnO的制备方法为：取2-3g锌粉平铺在10cm×10cm的方形坩埚中，置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率从室温升至850℃，保温2h后自然冷却，取上层白色固体即为四针状ZnO。进一步地，所述四针状ZnO的称取量为0.0196g、0.0294g、0.0588g、0.1176g或0.1764g。本专利技术还提供一种上述高效光催化剂在液相条件下降解有机染料的应用。本专利技术提供的上述高效光催化剂具有以下优点：1)首次将Ag/AgCl复合物与四针状ZnO再次复合；2)制备出的复合物具有稳定的理化性质、较高的比表面积、较强的氧化还原能力；3)制备工艺简单、周期短，易于实现大规模生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例1制备的复合光催化剂的BET图。图2为本专利技术实施例2制备的Ag/AgCl:ZnO＝1:2复合光催化剂的XRD图。图3为在pH＝5的条件下制备的不同Ag/AgCl与ZnO质量比的复合光催化剂降解罗丹明B的图。图4为专利技术实施例4中制备的Ag/AgCl:ZnO＝1:2复合光催化剂对罗丹明B和甲基橙的降解图。具体实施方式本专利技术公开了一种高效光催化剂及其制备方法以及其在液相条件下降解有机染料的应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。Ag/AgCl复合物催化剂具有明显的等离子体共振效应，在可见光区有较大的光谱吸收，不仅能降解有机污染物，还能杀灭细菌等。在可见光照射下，Ag纳米粒子表面电子发生振荡产生电子-空穴对，在极化电场作用下，电子转移到Ag粒子表面形成含O活性基团，而空穴转移到AgCl界面将Cl离子氧化成Cl原子。Cl原子又能将有机染料氧化，而自身重新转化成Cl离子。光子被Ag纳米粒子吸附，光生电子截留在纳米银中，并不传递给银离子，整个过程AgCl并不消耗，因此Ag/AgCl是一种稳定的光催化剂。对Ag/AgC1复合物材料的研究，为环境水体净化提供新的思路，因而，研究并探索纳米Ag/AgCl复合物、制备出可应用于实际生活且绿色无污染的产品越来越受到人们的欢迎。有基于此，本专利技术提供一种高效光催化剂，其包括：四针状ZnO，以及附着于其表面的Ag/AgCl。相应的，本专利技术还提供一种上述高效光催化剂的制备方法，其采用一步法合成，具体包括以下步骤：称取0.18g分析纯盐酸多巴胺和0.27g聚乙烯吡咯烷酮，量取55ml去离子水，混合后在磁力搅拌下溶解，用1mol/L的NaOH溶液调节PH值为5，继续搅拌5min；称取1.75gAgNO3定容到50ml棕色容量瓶内，此AgNO3溶液的质量分数为3.5wt％；量取5ml此AgNO3溶液注入到上述磁力搅拌的溶液中，大力搅拌30min；称取制备好的四针状ZnO与其混合，继续搅拌5min；将反应后的溶液导入50ml离心管中，以9000r/min离心6min，用去离子水洗涤3次后将沉淀物分散于无水乙醇中，在60℃鼓风干燥箱内干燥；将干燥后的产品研磨，即为四针状ZnO晶须为载体的Ag/AgCl/ZnO复合高效光催化剂。进一步地，上述四针状ZnO的制备方法为：取2-3g锌粉平铺在10cm×10cm的方形坩埚中，置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率从室温升至850℃，保温2h后自然冷却，取上层白色固体即为四针状ZnO。优选地，通过调控加入的四针状ZnO的质量来探寻复合光催化剂中Ag/AgCl与ZnO的最佳比例，通过调节pH值来探寻复合光催化剂的最佳pH。所述四针状ZnO的称取量为0.0196g、0.0294g、0.0588g、0.1176g或0.1764g。本专利技术所制备的高效光催化剂具有稳定的理化性质、较高的比表面积、较强的氧化还原能力，能够高效降解罗丹明B、甲基橙等有机染料；并且，材料制备的设备简单、方法安全易操作、周期短，易于实现大规模工厂制备，具有较高的环保价值和可实际利用价值。由上述内容可知，本专利技术提供的高效光催化剂具有以下优点：1)首次将Ag/AgCl复合物与四针状ZnO再次复合，2)制备出的复合物具有稳定的理化性质、较高的比表面积、较强的氧化还原能力，3)制备工艺简单、周期短，易于实现大规模生产。相应的，本专利技术还提供一种上述高效光催化剂在液相条件下降解有机染料的应用。本专利技术提供的上述Ag/AgCl/ZnO复合催化剂可应用于有机染料的可见光催化降解，并表现出高效的降解能力。以制备出的上述Ag/AgCl/ZnO复合材料为光催化剂，以有机染料为目标降解物，在波长大于400nm的可见光区域进行光催化降解，光催化降解的具体步骤如下：步骤1，称取50mg上述制备好的复合可见光催化剂，分散于50ml5mg/L的有机染料中，黑暗条件下搅拌30min达到物理吸附平衡，反应温度为室温。步骤2，以波长大于400nm的可见光为光源，每隔一段时间定量取样一次，待反应结束后，将样品离心、取上清液，以分光光度计测试有机染料的浓度随时间的变化情况。步骤1中的有机染料为罗丹明B、甲基橙，步骤2中取样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效光催化剂，其特征在于，其包括：四针状ZnO，以及附着于其表面的Ag/AgCl。

【技术特征摘要】
1.一种高效光催化剂，其特征在于，其包括：四针状ZnO，以及附着于其表面的Ag/AgCl。2.权利要求1所述的高效光催化剂的制备方法，其特征在于，其采用一步法合成，具体包括以下步骤：称取0.18g分析纯盐酸多巴胺和0.27g聚乙烯吡咯烷酮，量取55ml去离子水，混合后在磁力搅拌下溶解，用1mol/L的NaOH溶液调节PH值为5，继续搅拌5min；称取1.75gAgNO3定容到50ml棕色容量瓶内，此AgNO3溶液的质量分数为3.5wt％；量取5ml此AgNO3溶液注入到上述磁力搅拌的溶液中，大力搅拌30min，称取制备好的四针状ZnO与其混合，继续搅拌5min；将反应后的溶液导入50ml离心管中，以9000r/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴梦，颜鲁婷，高秀园，黄蓉，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11