一种利用牛骨制备Ag制造技术

本发明专利技术公开了一种利用牛骨、氧化石墨烯和硝酸银制备Ag

【技术实现步骤摘要】
一种利用牛骨制备Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂的方法
本专利技术公开了一种以牛骨中磷酸盐作为磷酸银光催化剂的磷源，利用牛骨、氧化石墨烯和硝酸银制备Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂的方法，属于畜牧业固体废物高值资源化利用领域。
技术介绍
我国牧牛饲牛规模庞大。据国家统计局2019年国民经济和社会发展统计公报显示，我国2019年牛肉产量为667万吨，产生牛骨大约166万吨，牛骨的高值利用具有相当大的资源优势。目前骨产品以低附加值的粗加工产品为主，既造成了资源浪费又造成了环境污染。磷酸银禁带宽度约为2.43eV，在约占太阳光总能量一半的可见光激发下量子产率高，具有强大的光催化氧化性能，是当下工业、农业和生活领域含有机物废水光催化降解处理领域研究的热点材料之一。利用牛骨中的磷酸盐作为磷酸银光催化剂的磷源，可显著提升牛骨的利用价值。但磷酸银在光照下产生的光生电子易将银离子还原生成单质银(4Ag3PO4+6H2O+12h++12e-→12Ag+4H3PO4+3O2)，发生光腐蚀，使得磷酸银的稳定性比较差，从而导致其光催化能力大幅降低，这大大限制了磷酸银光催化剂的应用发展。因此，通过在磷酸银表面复合能够接受光生电子的物质，制得光稳定性和光催化性能优良的磷酸银光催化剂成为当下研究的重点。本专利技术以牛骨为磷源制得的磷酸银可掺杂少量生物质羟基磷酸钙(HAP)，后者的表面磷酸根基团在光照下会产生表面缺陷(空穴)位，在可见光激发下，磷酸银表面产生的光生电子会转移到HAP表面缺陷位，使其表面吸附的O2接受电子产生O2·。因此，少量掺杂的HAP可产生O2·活性基团及显著增加磷酸银光生电子和光生空穴的分离效率，提高光催化活性。单层二维蜂窝状晶格结构的氧化石墨烯(GO)具有巨大的比表面积及极高的载流子迁移率，复合到磷酸银表面后，可改善磷酸银和废水溶液的界面接触、增强吸附活性和有效促使光生空穴和光生电子的分离，进一步提高磷酸银的光催化活性及抗光腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术以牛骨、氧化石墨烯与硝酸银为原材料，通过热解、球磨、超声反应、洗涤离心、真空干燥等手段制得Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂，其在可见光区具有优异的光催化活性，可以高效降解工业、农业和生活废水中有机污染物。本专利技术所用技术方法为：(1)热解：将牛骨破碎成小块，用去离子水煮沸数小时并洗涤数次至油脂和胶原蛋白脱除，然后将其放入马弗炉中，在400～1200℃热解2～8h。(2)球磨：将(1)步骤的产物使用高能球磨机以球料比3:1～15:1球磨8～24h，使其成为微纳米级粉体。(3)超声反应：将(2)步骤的产物加入分散了氧化石墨烯的硝酸银溶液，在超声条件下避光反应30～60min，其中m(HAP):m(Ag3PO4)＝1:1～1:5，m(GO):m(Ag3PO4+HAP)＝0.5:100～2:100。(4)洗涤离心：将(3)步骤的产物用去离子水和无水乙醇洗涤离心数次，得到Ag3PO4/GO/HAP复合物。真空干燥：将(4)步骤的产物放入真空干燥箱中，于60℃真空干燥8～12h，制得Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂。本专利技术的优点：原材料牛骨来源广、成本低廉，Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂的制备方法简单，在可见光区具有优异的光催化活性及良好的抗光腐蚀性能。附图说明图1Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂制备流程图；图2实施例制得的Ag3PO4/GO/HAP的XRD图谱；图3应用例中Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂降解亚甲基蓝结果图。具体实施方式根据下列实施例，可以更好地了解本专利技术。实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例将牛骨破碎成小块，用去离子水煮沸数小时并洗涤数次至油脂和胶原蛋白脱除，然后在800℃热解8h制得生物质羟基磷酸钙，最后使用高能球磨机以球料比10:1球磨20h使其成为微纳米颗粒。将上述羟基磷酸钙粉体加入分散了氧化石墨烯的硝酸银溶液超声避光反应30min，其中m(HAP):m(Ag3PO4)＝1:2，m(GO):m(Ag3PO4+HAP)＝2:100。将上一步骤获得的产物使用去离子水和无水乙醇避光洗涤并离心数次，制得Ag3PO4/GO/HAP复合物。将以上产物放入真空干燥箱，于60℃真空干燥8h，制得Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂，避光保存备用。应用例在模拟日光灯照射下，通过Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂对亚甲基蓝水溶液的降解效果来测试其光催化活性。0.02g催化剂产品加入50mL浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液后进行超声分散，接着将加入催化剂的亚甲基蓝溶液置于暗室鼓入空气20min，使之达到吸附平衡，取样在664nm处测定其吸光度，然后将其置于模拟日光灯下进行光辐照，持续鼓入空气，每隔15min测定其吸光度，并绘制降解曲线。由图3可以看到，所制得的Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂降解亚甲基蓝效果显著。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方案进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进等，均包含在本专利技术范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用牛骨制备Ag

【技术特征摘要】
1.一种利用牛骨制备Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂的方法，具体为：
(1)热解：将牛骨破碎成小块，用去离子水煮沸数小时并洗涤数次至油脂和胶原蛋白脱除，然后放入马弗炉中热解制得生物质羟基磷酸钙(HAP)。
(2)球磨：将(1)步骤的产物使用高能球磨机球磨成微纳米级粉体。
(3)超声反应：将(2)步骤的产物加入分散了氧化石墨烯(GO)的硝酸银溶液，然后置于超声条件下避光反应。
(4)洗涤离心：将(3)步骤的产物用去离子水和无水乙醇避光洗涤离心数次，得到Ag3PO4/GO/HAP复合物。
(5)真空干燥：将(4)步骤的产物放入真空干燥箱干燥，制得Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂。


2.如权利要求1所述的一种利用牛骨制备Ag3PO4/GO/HAP复合光催化剂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中牛骨于400～1200℃热解2～8h制得生物质羟基磷酸钙。


3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾普琦，杜晓辉，邹平，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62