一种可见光光催化剂，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量百分比为0.5%~5%。本发明专利技术公开的一种具有下转换功能的可见光光催化剂，具有较高的可见光催化降解率、无污染、制备方法简单、成本较低。本发明专利技术还提供一种具有下转换功能的可见光光催化剂的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可见光光催化剂，具体涉及一种具有下转换功能的可见光光催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着工业的发展，环境问题的日益突出，寻求能有效去除有机污染物的方法已是迫在眉睫的急切任务，引起各国政府和人们的高度重视。半导体光催化技术作为一种新型的环境净化和能源转换技术，在产氢、水处理、各种有机物降解和空气净化等领域展示了广阔的应用前景。该技术具有以下优点:在光照下可以直接发生反应，能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解有机污染物，使它们降解为二氧化碳和水等；氧化能力强，降解彻底，对污染物没有选择性，几乎可以降解任何有机物，且无二次污染；能耗低，操作简便，催化剂可以重复利用等。因此，半导体光催化技术在近三十年蓬勃发展起来并有望成为21世纪环境污染控制与治理的理想技术，并越来越引起研究者的重视。半导体TiO2具有比表面积大、紫外光光催化活性好、无毒、廉价、化学性质稳定、氧化还原性强、成本低等特点，成为最有潜在应用的光催化剂，并且在降解水、空气中的有机污染物方面已经被证明非常有效。但是，TiO2的禁带宽度大约为3.2 eV,仅仅能够被紫外光激发，而紫外光大约只占太阳光总能量的4%左右。为了有效地利用太阳能，寻找可见光相应的光催化剂，成为光催化领域研究的热点问题之一。光转换材料,是一种在低能(高能)光子激发下能发出高能(低能)光子的发光材料。最近，半导体材料和光转换材料结合形成新的光催化剂，引起光催化领域中研究者的关注。专利I (CN101642702)公开了一种由半导体和上转换材料组成的红光或红外光催化材料。该催化剂是通过上转换材料吸收低能红光或红外光，发射高能紫外光，从而激发半导体，实现红外光催化。专利2 (CN102078807A)公开了一种负载Er3+:YA103/Ti02的光催化剂及其制备方法。该材料是将Er3+ =YAlO3.TiO2粉末负载到球形活性炭的表面，在可见光照射下降解有机污染物。专利3 (CN1792424)公开了一种以发光材料为载体的负载型TiO2光催化剂及制备方法和应用，该催化剂的载体为发光材料SrAl2O4:Eu2+，Dy3+。在紫外光照射下，SrAl2O4-:Eu2+, Dy3+中的Dy3+及晶格缺陷形成的陷阱能级能够捕获TiO2的光生电子、降低电子_空穴复合率，从而大大提高了 TiO2光催化剂的催化活性。专利4 (CN1712126)公开了一种蓄能光催化材料。将蓄能长余辉发光材料和光催化材料相结合，提高光催化效果，实现无光照下的催化降解功能。专利5 (CN1712126)公开了一种新型复合蓄能光催化材料及其制备方法。该材料是将可见光光催化材料BiOCl在长余辉材料表面以水解法原位制备得到，使之在可见光或无外光源照射下均具有高效的催化降解效果。上述专利文献I和2，主要介绍了上转换材料和半导体材料复合得到的新光催化剂。专利I利用了发光材料的上转换功能，实现了红外光催化。专利2虽然利用了上转换材料，但是没有提到转换功能。另外，专利文献3-5都采用的是长余辉材料和半导体复合组成的新光催化剂。但是，专利3没有提到长余辉材料的蓄能功能。目前，在可见光催化领域，利用发光材料的下转换功能来提高可见光催化性能，至今未见报道。下转换材料是在高能的光子激发下，发射低能光子的材料。如果将下转换材料和半导体材料结合，形成新的光催化剂，下转换材料发射的光子可以激发半导体或有机物，提高半导体的光催化或者有机物的自降解，进而提高可见光催化效率。因此，一种简单高效具下转换功能的可见光光催化剂亟待出现。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种具有下转换功能的可见光催化剂，具有光催化降解率高、无污染、制备方法简单、成本低等优点。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是:一种可见光光催化剂，其特征在于，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量比为0.5%~5%。优选的，所述可见光光催化剂包括下转换材料与半导体材料，所述下转换材料和与半导体材料的质量比为1%1%。优选的，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量比为1.5%~3%。优选的，所 述半导体材料为Zn。、Ti02、SnO2, ZrO2, Co3O4, Fe3O4, La203、Ni (OH)2'In2Ti05、Bi0Cl、Bi0F、BiP04、CdMo04、CdTO4、La2Sn207、La2Ti207、LaCo03、PbMo04、PbSb206、PbW04、Sr2Ta2O7、SrTiO3、SrffO4、ZnMoO4、ZnSb2O6、ZnffO4、WO3、Cu2O、In2O3、ZnS、CdS、CdSe、Bi203、BiO1、BiVO4, BiffO4, Bi2MoO6, InVO4, InNb04、Ag3P04、AgCl、AgBr、Ag1、Mo03、MoS2 中的一种或几种。优选的,所述半导体材料中掺杂改性材料，所述改性材料为Au、Ag、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种，所述改性材料在半导体材料中掺杂的质量分数为0.5-2%。优选的，所述下转换材料包括石榴石结构荧光粉、非石榴石结构氧化物荧光粉、硫化物荧光粉、氮化物和氧氮荧光粉中的一种或几种。优选的，所述石榴石结构荧光粉为Y3Al5012:Ce3+、Tb3Al5O12:Ce3+、Lu3Al5O12:Ce3+、Lu2CaMg2 (Si, Ge)3012:Ce3+、Ca3Sc2Si3O12 = Ce3+中的一种或几种；所述非石槽石结构氧化物荧光粉为 Sr2SiO4:Eu2+、LiSrPO4:Eu2+、Sr3SiO5:Eu2+、Sr3SiO5: Ce3+, Li+、Li2SrSiO4:Eu2+、LaSr2AlO5: Ce3+、Ca2BO3Cl: Eu2+、Sr3 (Al2O5) C12 = Eu2+ 中的一种或几种；所述硫化物荧光粉为CaS: Eu2+、SrS: Eu2+ Ce3+、Ca2SiS4: Eu2+、Y2O2S: Eu2+、(Ca, Sr) S: Eu2+ 中的一种或几种；所述氮化物和氧氮荧光粉为 MSi2O2N2:Eu2+、Ba3Si6O12N2:Eu2+、SrSi5AlO2N7:Eu2+、SrSiAl2O3N2:Eu2+、CaAlSiN3:Eu2+、M2Si5N8:Eu2+、MSiN2:Eu2+ 中的一种或几种，其中 M=Ca, Sr, Ba。一种可见光光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤: (I)根据权利要求1的配比，称量下转换材料和/或改性材料；(2)将称量好的材料加入到10-20 ml的0.05-0.2 mol/1的盐溶液中，将溶液放入35 ml的微波管里，25_35°C下搅拌0.5-1小时，使得溶液均匀；(3)滴加Na(OH)2溶液，使得溶液的pH值在7-9之间，室温25-35°C下搅拌0.5-1小时；(4)将搅拌好的溶液放入微波反应合成仪里，在温度110-160°C和功率80-150 W条件下，反应10-30分钟后得到复合光催化剂。本专利技术的有益效果是，本专利技术的可见光光催化剂具有较高的有机物去除率。下转换材料是在高能的光子激发下，发射低能光子的材料。本专利技术将下转换材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可见光光催化剂，其特征在于，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量比为0.5%~5%。
【技术特征摘要】
1.一种可见光光催化剂，其特征在于，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量比为0.5%~5%。2.根据权利要求1所述的可见光光催化剂，其特征在于，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量比为1%~4%。3.根据权利要求1所述的可见光光催化剂，其特征在于，所述可见光光催化剂包括下转换材料和半导体材料，所述下转换材料与半导体材料的质量比为1.5%~3%。4.根据权利要求1到3任一所述的可见光光催化剂，其特征在于，所述半导体材料为ZnO、TiO2、SnO2、ZrO2、Co3O4、Fe3O4、La2O3、Ni (OH) 2、In2TiO5、BiOCl、BiOF、BiP04、CdMoO4、CdffO4、La2Sn2O7^ La2Ti2O7^ LaCoO3> PbMo04、PbSb2O6> PbffO4> Sr2Ta2O7^ SrTiO3> SrffO4> ZnMoO4> ZnSb206、ZnffO4, WO3> Cu2O, In2O3> ZnS, CdS, CdSe, Bi203、BiOKBiVO4, BiffO4, Bi2MoO6, InVO4, InNbO4,Ag3PO4、AgCl、AgBr、Ag1、MoO3、MoS2 中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的可见光光催化剂，其特征在于，所述半导体材料中掺杂改性材料，所述改性材料为Au、Ag、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种，所述改性材料在半导体材料中掺杂的质量分数为0.5-2%。6.根据权利要求1到3任一所述的可见光光催化剂，其特征在于，所述下转换材料包括石榴石结构荧光粉、非石榴石结构氧化物荧光粉、硫化物荧光粉、氮化物和氧氮荧光粉中的一种或几种。7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙卓，潘丽坤，刘心娟，
申请(专利权)人：上海纳晶科技有限公司，苏州晶能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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