一種碘化銀氧化鎢復合納米材料及其制備方法和用圖
【專利摘要】本發明涉及一種碘化銀/氧化鎢復合材料的制備方法。稱取WO3納米片粉末溶于去離子水中，超聲分散，再加入AgNO3，磁力攪拌至AgNO3完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI溶液，磁力攪拌反應后，離心，水洗、醇洗數次，烘干得到所述AgI/WO3復合材料；顆粒狀的AgI沉積在WO3納米片表面上。本發明在常溫常壓條件下，以WO3納米片作為載體，通過簡單的沉淀法，制備出AgI/WO3復合納米材料。實驗結果表明，該AgI/WO3復合半導體光催化材料具有較高的光催化降解四環素性能。
【專利說明】
一種砩化銀氧化鎢復合納米材料及其制備方法和用途
技術領域
[0001]本發明涉及一種碘化銀/氧化鎢復合材料的制備方法，尤其是一種制備工藝簡單，具有良好光催化活性的復合材料制備方法。
【背景技術】
[0002]鹵化銀(AgX，X= Cl，Br，I)作為光敏化材料，其在光催化領域也有廣泛的應用前景，通過AgX修飾半導體光催化劑，可顯著增加其光催化活性;近年來，已有許多關于AgX—半導體材料異質結光催化劑的報道，如AgX/Ti02，AgI/B1I，AgX/Ag3P04和AgX/g-C3N4等；由于AgI的帶隙比AgCl和AgBr的帶隙窄，因此，用AgI修飾半導體材料更具有意義。
[0003]氧化鎢(WO3)是一種傳統的半導體光催化材料，具有很好的穩定性，很強的氧化能力，且具有制備原料充足、成本低，催化劑無毒等優點，因此，氧化鎢被廣泛用于多種領域；然而，三氧化鎢禁帶寬度較大(2.4-2.8eV)，對可見光的響應能力也比較弱，從而導致其作為光催化材料時，光催化活性較低，這些缺陷限制了三氧化鎢的應用;研究表明，選擇合適的半導體材料與三氧化鎢復合，形成復合型半導體光催化材料，將大大提高其對可見光的響應能力，從而提高其光催化活性和應用范圍；目前，已報道的與WO3復合形成半導體光催化材料的有Ti02、Pt/Au雙金屬、BiVO4 XuBi2O4等，還未見與AgI耦合的復合光催化劑此外，所報道的WO3基復合光催化劑大都用于有機染料的降解，還未見用于水中抗生素的光催化降解。
[0004]本專利在常溫常壓條件下，以WO3納米片作為載體，通過簡單的沉淀法，制備出Agl/W03復合納米材料。實驗結果表明，該Agl/W03復合半導體光催化材料具有較高的光催化降解四環素性能。
【發明內容】
[0005]本發明目的是提供一種新的在室溫條件下，以簡單易行的水沉淀法合成AgVWO3復合材料的方法。
[0006]本發明通過以下步驟實現:
[0007](I)制備氧化鎢納米片(WO3):將一定量的二水鎢酸鈉和一定量的檸檬酸分散于一定量的去離子水中，攪拌30min后，待固體全部溶解，再用一定濃度的稀鹽酸溶液將混合溶液的PH調節至I，繼續攪拌30min;隨后將上述溶液轉移至聚四氟乙烯的高溫反應釜中，放入烘箱中，水熱反應;待冷卻至室溫，離心出黃色前驅體，水洗和醇洗數次，離心，烘干，取出，用研缽研磨至粉末狀后，轉入半封閉的坩禍中，然后轉移至程序升溫管式爐中煅燒，待自然冷卻至室溫后，取出；具體可參考:Crystal Growth&Design,2014,14(11):6057-6066.
[0008](2)稱取WO3納米片粉末溶于去離子水中，超聲分散，再加入AgNO3,磁力攪拌至AgNO3完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI溶液，磁力攪拌反應后，離心，水洗、醇洗數次，烘干得到所述Agl/W03復合材料;顆粒狀的AgI沉積在WO3納米片表面上。
[0009]所述超聲分散指在功率為250W的超聲機中超聲15-30min。
[0010]所述磁力攪拌的時間為25-40min。
[0011]所述KI溶液的濃度為0.0lmol.L—1O
[0012]所述磁力攪拌反應的時間為3_5h。
[0013]所述Ag I/WO3復合材料中AgI與WO3的質量比為0.1-0.4:1;優選0.2:1。
[0014]利用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、對產物進行形貌結構分析，以四環素(TC)溶液為目標污染物進行光催化降解實驗，通過紫外-可見分光光度計測量吸光度，評估其光催化性能。
【附圖說明】
[0015]圖1為所制備單純WO3、AgI/W03復合材料、單純AgI樣品的XRD衍射譜圖；從圖中可以看出不同質量比的Ag I /WO3的XRD圖譜主要由Ag I和WO3的衍射峰構成，且隨著Ag I和WO3配比的增加，Ag I的衍射峰越來越明顯。
[0016]圖2為所制備單純W03、AgI/W03復合材料樣品的透射電鏡照片;從圖中可以看出AgI顆粒均勻的分散在WO3薄片表面。
[0017]圖3為所制備單純W03、AgI/W03復合材料、單純AgI樣品的紫外-可見漫反射吸收光譜圖，從圖中可以看出AgVWO3復合樣品在可見光區域的光吸收有所增強，這主要是復合樣品中WO3的存在。
[0018]圖4為不同AgI含量的復合材料光催化降解TC溶液的時間-降解率關系圖，從圖中可以看出20%AgI/W03復合材料具有最尚的光催化活性。
【具體實施方式】
[0019]實施例1片狀WO3的制備
[0020]WO3的制備采用的是水熱反應的方法:稱取0.5g二水鎢酸鈉和0.3g檸檬酸于30mL去離子水中，攪拌30min后，待固體全部溶解，再用6mol.L—1的HCl溶液將混合溶液的pH調節至1，繼續攪拌30min。隨后將上述溶液轉移至聚四氟乙烯的高溫反應釜里，在120°C下，水熱12h后取出，待自然冷卻至室溫后，離心出灰色前驅體，水洗和醇洗各三次，離心，于真空烘箱中60°C真空干燥12h，取出研磨均勻后轉入半封閉的坩禍中，然后轉移至程序升溫管式爐中；將程序升溫管式爐以5°C/min的升溫速率加熱至500°C后保溫2h，待自然冷卻至室溫后取出。
[0021]實施例2 10%AgI/W03復合材料的制備
[0022]Agl/W03復合材料的制備采用的是傳統的水沉淀法;稱取0.2g片狀WO3粉末于150mL去離子水中，然后放于功率為250W的超聲機中超聲20min，使WO3分散均勻，再加入AgNO30.0016Ig，磁力攪拌30min,AgNO3完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI(0.0lmol.L—O溶液9.74mL，磁力攪拌反應4h，將所得樣品用去離子水和無水乙醇各清洗3次，于真空烘箱中60°C真空干燥12h，得到1 % Ag I /WO3復合材料。
[0023]實施例320%AgI//W03復合材料的制備
[0024]Agl/W03復合材料的制備采用的是傳統的水沉淀法;稱取0.2g片狀WO3粉末于150mL去離子水中，然后放于功率為250W的超聲機中超聲20min，使WO3分散均勻，再加入AgNO3
0.0362g，磁力攪拌30min，AgNO3完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI(0.0lmol.L—O溶液21.30mL，磁力攪拌反應4h，將所得樣品用去離子水和無水乙醇各清洗3次，于真空烘箱中60°(:真空干燥12h，得到20 % AgI /WO3復合材料。
[0025]實施例4 30%AgI//W03復合材料的制備
[0026]Agl/W03復合材料的制備采用的是傳統的水沉淀法;稱取0.2g片狀WO3粉末于150mL去離子水中，然后放于功率為250W的超聲機中超聲20min，使WO3分散均勻，再加入AgNO3
0.0620g，磁力攪拌30min，AgNO3完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI(0.0lmol.L—O溶液36.51mL，磁力攪拌反應4h，將所得樣品用去離子水和無水乙醇各清洗3次，于真空烘箱中60°(:真空干燥12h，得到30 % AgI /WO3復合材料。
[0027]實施例540%AgI//W03復合材料的制備
[0028]Agl/W03復合材料的制備采用的是傳統的水沉淀法;稱取0.2g片狀WO3粉末于150mL去離子水中，然后放于功率為250W的超聲機中超聲20min，使WO3分散均勻，再加入AgNO3
0.0965g，磁力攪拌30min，AgNO3完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI(0.0lmol.L—O溶液56.79mL，磁力攪拌反應4h，將所得樣品用去離子水和無水乙醇各清洗3次，于真空烘箱中60°(:真空干燥12h，得到40%AgI/W03復合材料。
[0029]實施例6不同比例Agl//W03復合光催化劑的光催化活性實驗
[0030](I)配制濃度為7.3mol/L的TC溶液，將配好的溶液置于暗處。
[0031](2)稱取不同質量比的Agl/W03復合材料0.0400g，分別置于光催化反應器中，加入40mL步驟(I)所配好的目標降解液，磁力攪拌30min待Agl/W03復合材料分散均勻后，打開水源，進行光催化降解實驗。
[0032](3)每20min吸取反應器中的光催化降解液，離心后用于紫外-可見吸光度的測量。
[0033](4)由圖4可見所制備的Agl/W03復合材料具有優異的光催化活性，尤其是20%Agl/W03的樣品在催化反應60min后TC溶液降解效率達到70 %以上。
【主權項】
1.一種碘化銀氧化鎢復合納米材料的制備方法，其特征在于:稱取WO3納米片粉末溶于去離子水中，超聲分散，再加入AgN03，磁力攪拌至AgN03完全溶解后，在避光條件下，滴加入KI溶液，磁力攪拌反應后，離心，水洗、醇洗數次，烘干得到所述Agl/W03復合材料。2.如權利要求1所述的一種碘化銀氧化鎢復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述碘化銀氧化鎢復合納米材料，顆粒狀的AgI沉積在WO3納米片表面上。3.如權利要求1所述的一種碘化銀氧化媽復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述超聲分散指在功率為250W的超聲機中超聲15-30min。4.如權利要求1所述的一種碘化銀氧化媽復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述磁力攪拌的時間為25-40min。5.如權利要求1所述的一種碘化銀氧化媽復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述KI溶液的濃度為0.0lmol.L^1O6.如權利要求1所述的一種碘化銀氧化媽復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述磁力攪拌反應的時間為3_5h。7.如權利要求1所述的一種碘化銀氧化媽復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述Ag I /WO3復合材料中Ag I與TO3的質量比為0.1 -0.4:1。8.如權利要求7所述的一種碘化銀氧化媽復合納米材料的制備方法，其特征在于:所述Ag I /WO3復合材料中Ag I與TO3的質量比為0.2:1。9.如權利要求1所述方法制備的碘化銀氧化鎢復合納米材料在光催化降解四環素中的用途。
【文檔編號】C02F1/30GK105854905SQ201610297583
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】全威, 王天勇, 陳敏, 姜德立, 孟素慈, 徐箐
【申請人】江蘇大學