專利名稱：一種負載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種負載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，屬于環境保護中污水處理技術領域。
背景技術：
傳統的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到好的解決。納米技術的發展和應用很可能徹底解決這一難題。1972年，A. Fujishima和K.Honda在n型半導體TiO2電極上發現了水的光電催化分解作用，從此開始了大量的光催化降解廢水中的有機物的研究。2010年6月，物質材料研究機構研究人員發現磷酸銀具有光催化劑的效果，且光氧化效果是目前已知各種光催化劑的數十倍以上。但由于磷酸銀自身不穩定，在光催化中易自蝕。另外，在光催化氧化反應體系中，由于納米顆粒微小而極易流失，且懸浮態納米顆粒與廢水的分離過程既緩慢又昂貴，因此將納米顆粒負載在一些載體上是目前應用中采用的主要方法。在磷酸銀的催化過程中，首先要有一部分磷酸銀還原成銀來引發反應，銀也是催化過程中電子傳導的中介，直接影響催化效率。膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物的粘土巖。蒙脫石的結構特征為一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個硅氧四面體中間夾一個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬于2:1型的三層粘土礦物。晶層間的距離為0. 96 2. 14nm，這些納米片層層疊在一起，形成幾百納米到幾微米的粘土顆粒，在膨潤土層間有可以交換的陽離子。膨潤土在水處理方面有較多的應用，但僅局限于吸附處理，其本身沒有催化能力。但膨潤土層狀的納米片層結構是良好的催化載體，其負載機理是通過陽離子交換，將催化活性物質交換到膨潤土層間。但磷酸銀屬于固體鹽，難以直接將其固定到膨潤土層間。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種負載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，該方法是將磷酸銀/銀負載在膨潤土層間，由于有銀的存在，縮短了在光照下磷酸銀光照電子傳遞的過程，可以更快激發磷酸銀的催化活性，提高催化效率，又可以保持其納米效應和利于沉淀分離。本發明采用的技術方案是采用如下步驟I)稱取f I. 2 mmol硝酸銀配置成1(T15 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水，邊 滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；2)稱取20 g膨潤土，加蒸餾水8(T100 mL浸泡1(T12 h制得膨潤土懸濁液，將銀氨溶液滴加到膨潤土懸濁液中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌3 4h,攪拌結束后在水浴8(T85 °C中老化24h，老化結束后水洗4飛次，加入30飛0 mL蒸餾水；3)向所得產物中滴加0. oro. I mo I/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結束后在水浴6(T65 °C水浴中老化24h，老化結束后水洗數次直到上清液為中性；然后在105°C下烘干，碾磨，再在40(T500w氙燈下照射5(T80min，即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑。本發明的有益效果是 I、磷酸銀和銀結合的催化劑表面共激振光催化材料有效地拓展了磷酸銀在可見光區域的吸收，提高了對自然光的利用效率。同時，由于金屬銀與磷酸銀的接觸緊密，使其體系內所產生的電子能較容易由金屬銀顆粒傳遞，保證了體系的穩定性。2、利用膨潤土的納米片層結構，增加催化劑和載體的吸附能力，提高降解效率。3、在膨潤土納米片層之間，磷酸銀/銀顆粒仍處于納米尺度，磷酸銀/銀在膨潤土層間仍然可以發揮納米效應，并容易從水中分離。
具體實施例方式稱取fl. 2 mmol硝酸銀,配置成l(Tl5 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；在該過程中首先生成AgOH沉淀，然后持續滴加氨水，直至棕色沉淀剛好溶解，所得的溶液即為銀氨溶液，含[Ag (NH3)2] NO3。稱取20 g膨潤土,加蒸懼水8(Tl00 mL浸泡l(Tl2 h,將銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤土懸濁液當中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌:T4 h，攪拌結束后在水浴8(T85°C中老化24h，老化結束后水洗4 5次，加入30 50 mL蒸餾水；向其中滴加0. 01 0. I mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結束后在水浴6(T65 °C水浴中老化24h，老化結束后水洗數次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在40(T500w氙燈下照射5(T80min，即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑。在該過程中，首先利用膨潤土的陽離子交換性能將[Ag(NH3)2]+交換到膨潤土層間，再利用高溫在堿性條件下將[Ag(NH3)2]+轉化為氧化銀和水，滴加磷酸后，磷酸和氧化銀反應，在膨潤土層間生成磷酸銀顆粒，最后通過光照，在磷酸銀表面生成銀單質粒子，形成納米磷酸銀/銀催化劑。實施例I
稱取Immol硝酸銀，配置成lOmmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水，邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20 g膨潤土，加蒸餾水SOmL浸泡10h，將之前得到的銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤土懸濁液當中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌3h，攪拌結束后在水浴80°C中老化24h，老化結束后水洗4次，加入30mL蒸餾水；向其中滴加0. 01mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結束后在水浴60 °C水浴中老化24h，老化結束后水洗數次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在400w氙燈下照射80min，即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑。將得到的負載型磷酸銀/銀光催化劑0.3g加入到500 mL濃度為30mg/L的Orange II廢水中，在500w金鹵燈照射下，反應20 min，脫色率為98. 1%，催化劑分離簡單，可以重復利用。實施例2稱取I. 2 mmol硝酸銀,配置成15 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20 g膨潤土，加蒸餾水100 mL浸泡12 h，將之前得到的銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤土懸濁液當中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4 h，攪拌結束后在水浴85 0C中老化24h，老化結束后水洗5次，加入30mL蒸餾水；向其中滴加O. I mo I/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結束后在水浴65 °C水浴中老化24h，老化結束后水洗數次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在500w氙燈下照射50min,即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑。將得到的負載型磷酸銀/銀光催化劑O. 3g加入到500 mL濃度為30mg/L的Orange II廢水中，在500w金鹵燈照射下，反應20 min，脫色率為97. 4%，催化劑分離簡單，可以重復利用。
實施例3
稱取I. Immol硝酸銀,配置成12 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀又恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液；稱取20 g膨潤土，加蒸餾水90mL浸泡11 h，將之前得到的銀氨溶液滴加到浸泡過的膨潤土懸濁液當中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4 h，攪拌結束后在水浴82 °C中老化24h，老化結束后水洗4次，加入40mL蒸餾水；向其中滴加0. 05 mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結束后在水浴62 °C水浴中老化24h，老化結束后水洗數次直到上清液為中性。然后在105°C下烘干，碾磨，在450w氙燈下照射60min，即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑。將得到的負載型磷酸銀/銀光催化劑0.3g加入到500 mL濃度為30mg/L的Orange II廢水中，在500w金鹵燈照射下，反應20 min，脫色率為98. 6%，催化劑分離簡單，
可以重復利用。
權利要求
1. 一種負載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，其特征是采用如下步驟 1)稱取fI. 2 mmol硝酸銀配置成l(Tl5 mmol/L溶液，向該溶液中滴加稀氨水,邊滴加邊振蕩，直到最初出現的沉淀恰好完全溶解為止，得到銀氨溶液； 2)稱取20g膨潤土，加蒸餾水8(Γ100 mL浸泡1(T12 h制得膨潤土懸濁液，將銀氨溶液滴加到膨潤土懸濁液中，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌3 4 h，攪拌結束后在水浴80 85 V中老化24h，老化結束后水洗4 5次，加入3(T50 mL蒸餾水； 3)向步驟2)所得產物中滴加O.0Γ0. I mol/L磷酸，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為I :3，攪拌結束后在水浴6(T65 °C水浴中老化24h，老化結束后水洗數次直到上清液為中性；然后在105°C下烘干，碾磨，再在400^500w氙燈下照射5(T80min，即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑。
全文摘要
本發明公開一種負載型磷酸銀/銀光催化劑的合成方法，先稱取1~1.2mmol硝酸銀配置成10~15mmol/L溶液，滴加稀氨水得到銀氨溶液；再稱取20g膨潤土，加蒸餾水80~100mL浸泡10~12h制得膨潤土懸濁液，將銀氨溶液滴加到膨潤土懸濁液中，攪拌，在水浴80~85℃中老化24h，水洗4~5次，加入30~50mL蒸餾水；然后向產物中滴加0.01~0.1mol/L磷酸，攪拌4h，磷酸的加入量與所用的硝酸銀的摩爾比例為13，攪拌結束后在水浴60~65℃水浴中老化24h，水洗數次直到上清液為中性；最后在105℃下烘干，碾磨，再在400~500w氙燈下照射50~80min即得到負載型磷酸銀/銀光催化劑；提高了對自然光的利用效率，保證了體系的穩定性；利用膨潤土的納米片層結構，增加催化劑和載體的吸附能力，提高降解效率。
文檔編號C02F1/30GK102614902SQ20121004145
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者崔冰瑩, 張天立, 李定龍, 楊彥, 馬建鋒 申請人:常州水木環保科技有限公司