阅读说明：本技术 一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂 (Composite visible-light-driven photocatalyst for degrading organic pollutants ) 是由 占明军 王爱军 王凤蕊 詹晓芳 刘金库 于 2018-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明属于环境化学技术领域,具体涉及一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂及其制备方法。本发明利用原位包覆技术和原位光还原方法,获得一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂。该纳米复合催化剂催化活性高,化学稳定性好,可广泛应用于水体中多种有机污染物的光降解处理。(The invention belongs to the technical field of environmental chemistry, and particularly relates to a composite visible-light-driven photocatalyst for degrading organic pollutants and a preparation method thereof. The invention obtains a composite visible light catalyst for degrading organic pollutants by utilizing an in-situ coating technology and an in-situ photoreduction method. The nano composite catalyst has high catalytic activity and good chemical stability, and can be widely applied to photodegradation treatment of various organic pollutants in water.)

一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂

技术领域

本发明属于环境化学技术领域，具体涉及一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂，制备方法及其在环境领域中的应用。

背景技术

生活中的水体污染、空气污染等时刻都在威胁人们的健康，如何减少污染，保护环境成为人们日益关注的问题，具有降解有害有机物的光催化剂的制备成为材料化学领域的科研热点之一。氧化锌基复合催化剂和纳米银沉积钼酸银催化剂以其安全无毒和突出的光催化性能而受到众多关注。

本发明尝试将纳米银沉积钼酸银催化剂包覆在铝掺杂氧化锌固溶体上，制备出了银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合可见光催化剂。银、钼酸银、铝掺杂氧化锌均具有安全无毒，物理化学性质稳定和机械性能优良等诸多优点，受到了科研工作者越来越多的关注。本发明为了充分发挥三种物质的性能优势，创造性地设计出了一种新型的复合可见光催化剂。该复合可见光催化剂着眼于提高催化效率和可见光利用率，同时大幅度提高复合催化剂的回收率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂，获得催化性能优越，便于回收利用的一种新型复合可见光催化剂，显著提升了催化剂的催化效果和可见光的利用率，还解决了现有催化剂难于回收的问题。

本发明提出一种降解有机污染物的复合型可见光催化剂，其组成为以铝掺杂氧化锌固溶体为核层，在其表面包覆钼酸银壳层，并通过光还原的方式在其表面负载银量子点，即银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合型可见光催化剂，其具体制备步骤为：A：按照一定的物质的量比例将硝酸铝和甘氨酸混合后充分研磨，并在一定温度下干燥数小时，最后再煅烧，得到铝掺杂氧化锌固溶体；B：将一定量的铝掺杂氧化锌固溶体加入到钼酸钠和聚乙烯醇吡咯烷酮水分散体系中，体系放在超声波分散器中，在超声波分散条件下向其中滴加硝酸银溶液，在反应一段时间后，自然冷却至室温，用去离子水洗涤，在烘箱中干燥，得到钼酸银/铝掺杂氧化锌固溶体复合材料；C：将制备得到的钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合材料，再在搅拌条件下在功率为8W的紫外光下照射一段时间后，即可得到银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合型可见光催化剂。

本发明中，钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合材料，再在搅拌条件下在功率为8W的紫外光下照射的时间为10秒钟至60秒钟，通过光还原的时间来控制可见光复合催化剂最外层银的含量。

本发明具有如下优点：

1、首次设计合成出银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合型可见光催化剂，该催化剂显著提升了可见光利用率，大大提高了光降解效率。

2.本发明制备的复合型可见光催化剂，能够在可见光条件下降解甲基橙、甲基蓝和溴酚蓝、抗生素等多种水中污染物。

3.本发明在制备催化剂过程中使用聚乙烯吡咯烷酮，具有使复合催化剂不同组份间结合更为紧密的效果。

4.本发明制备的复合型可见光催化剂，安全无毒，良好的物理化学性质及出色的光催化性能等优点，不会对环境造成二次污染。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

称取0.225克的硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O，6.0×10^-4mol)和8.91克的硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O，0.03mol)以及甘氨酸4.50g(0.06mol)，充分研磨后，在140℃下干燥2小时，再在600℃温度下煅烧2小时，得到铝掺杂氧化锌固溶体。称取0.81g的铝掺杂氧化锌固溶体，加入到100mL 0.1mol·L^-1的钼酸钠溶液，再加入0.1克的聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌后，在超声波存在条件下，滴加100mL的0.2mol·L^-1硝酸银溶液，充分反应至完全。在反应一段时间后，自然冷却至室温，用去离子水洗涤，在烘箱中干燥，得到钼酸银/铝掺杂氧化锌固溶体复合材料；将制备得到的钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合材料，再在搅拌条件下在功率为8W的紫外光下照射30秒后，即可得到银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合型可见光催化剂。

实施例2

称取0.225克的硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O，6.0×10^-4mol)和8.91克的硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O，0.03mol)以及甘氨酸4.50g(0.06mol)，充分研磨后，在140℃下干燥2小时，再在600℃温度下煅烧2小时，得到铝掺杂氧化锌固溶体。称取1.62g的铝掺杂氧化锌固溶体，加入到100mL 0.1mol·L^-1的钼酸钠溶液，再加入0.1克的聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌后，在超声波存在条件下，滴加100mL的0.2mol·L^-1硝酸银溶液，充分反应至完全。在反应一段时间后，自然冷却至室温，用去离子水洗涤，在烘箱中干燥，得到钼酸银/铝掺杂氧化锌固溶体复合材料；将制备得到的钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合材料，再在搅拌条件下在功率为8W的紫外光下照射10秒钟后，即可得到银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合型可见光催化剂。

实施例3

称取0.225克的硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O，6.0×10^-4mol)和8.91克的硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O，0.03mol)以及甘氨酸4.50g(0.06mol)，充分研磨后，在140℃下干燥2小时，再在600℃温度下煅烧2小时，得到铝掺杂氧化锌固溶体。称取2.43g的铝掺杂氧化锌固溶体，加入到100mL 0.1mol·L^-1的钼酸钠溶液，再加入0.1克的聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌后，在超声波存在条件下，滴加100mL的0.2mol·L^-1硝酸银溶液，充分反应至完全。在反应一段时间后，自然冷却至室温，用去离子水洗涤，在烘箱中干燥，得到钼酸银/铝掺杂氧化锌固溶体复合材料；将制备得到的钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合材料，再在搅拌条件下在功率为8W的紫外光下照射60秒钟后，即可得到银/钼酸银@铝掺杂氧化锌固溶体复合型可见光催化剂。