Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法及應用技術

本發明專利技術提供了一種Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法，通過將硝酸銀和氯化鈉作為前聚體和氫氧化鑭進行浸漬反應，得到氯化銀和氫氧化鑭不同質量比的Ag/AgCl/La。本發明專利技術提供的制備方法反應條件溫和、操作簡便，利于大規模的生產。本發明專利技術還提供了Ag/AgCl/La作為光催化劑的應用。Ag/AgCl/La作為光催化劑時，等離子體效應和異質結結構有利于光生電子和空穴的分離和傳輸，促進反應物和反應產物的擴散傳遞，具有較高的可見光光催化活性，可用于空氣凈化、廢水處理、太陽能轉化制氫、殺菌等領域。本發明專利技術提供的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑在可見光下對NO的去除率可達到48％～55％。

【技術實現步驟摘要】
Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法及應用
本專利技術涉及光催化
，更為具體地說，涉及Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法及應用。
技術介紹
近些年來，氮氧化物(NOx)、硫化物、揮發性有機化合物(VOCs)等空氣污染物導致室內空氣質量較差，嚴重影響人的健康。由于人的一生在室內度過的時間大約有80％或以上，因此從某種意義上而言，室內空氣污染已經成為危害人體健康的主要隱形殺手。與此同時，隨著社會和文明的進步，人們對生活環境的要求也越來越高，因此，室內空氣的處理也就越來越受人們的關注。目前，由于光催化技術能夠深度氧化NOx、硫化物、VOCs等空氣污染物并且極少產生二次污染，因此，光催化技術在處理生活環境方面展現出了其獨特的優越性，并表現出了廣闊的應用前景。但是，目前多數的光催化劑由于光響應范圍窄，太陽能(可見光)利用率低，光生電子和空穴復合嚴重等問題的存在而阻礙光催化技術的應用。因此，尋求一種光能利用率高，光催化性能穩定的光催化劑乃當務之急。氫氧化鑭(La(OH)3)具有良好的化學惰性、光熱穩定性以及很強的紫外光活性等性能。然而，La(OH)3的可見光吸收很低，因而限制了其在光催化技術方面的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法及應用，以解決
技術介紹
所述的光催化劑的光生電子和空穴復合嚴重的問題。為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：本專利技術提供了Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法，該制備方法包括：S01：將硝酸銀、氯化鈉和棒狀氫氧化鑭分別溶解于水中，并分別超聲30min，形成硝酸銀溶液、氯化鈉溶液和氫氧化鑭溶液；S02：將硝酸銀溶液滴入氫氧化鑭溶液中，磁力攪拌均勻，形成混合溶液A；S03：將氯化鈉溶液逐滴加入上述混合溶液A中，繼續磁力攪拌15min-120min，并反應形成混合溶液B；S04：反應結束后，將上述混合溶液B靜置15min-60min，并產生分層；S05：將分層后的混合溶液B中的上清溶液倒掉，留取下層渾濁溶液；S06：將上述渾濁溶液離心分離、過濾、水洗及有機溶劑洗滌，得到固體物質；S07：將固體物質干燥，得到Ag/AgCl/La。優選地，所述Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的形狀為硝酸銀和氯化鈉反應生成的氯化銀負載在棒狀氫氧化鑭的表面上。優選地，所述氯化銀與棒狀氫氧化鑭的質量比為20％-100％。優選地，所述氯化銀與棒狀氫氧化鑭的質量比為50％。優選地，所述氯化銀的粒徑為0.5μm-1μm；所述棒狀氫氧化鑭的直徑為5nm-30nm，且所述棒狀氫氧化鑭的長度為30nm-2000nm。優選地，所述棒狀氫氧化鑭的直徑為8nm-10nm，且所述棒狀氫氧化鑭的長度為1500nm-2000nm。優選地，所述有機溶劑為乙醇。優選地，步驟S07中所述將固體物質干燥為在溫度為50℃-100℃的溫度下干燥固體物質。優選地，步驟S07中所述將固體物質干燥為在溫度為60℃的溫度下干燥固體物質。本專利技術還提供了Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的應用，由Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑制備方法制備而成的Ag/AgCl/La作為光催化劑能夠能用于空氣的凈化、廢水處理、太陽能轉化制氫、殺菌或制藥。本專利技術提供的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法由硝酸銀(AgNO3)和氯化鈉(NaCl)作為前聚體和棒狀La(OH)3通過浸漬法進行反應，得到氯化銀(AgCl)和La(OH)3不同質量比的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑，且制備的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑具有較高的結晶度。該方法通過將Ag/AgCl和La(OH)3復合，構建成了半導體異質結結構，而Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑中的貴金屬Ag能夠吸收可見光并產生光電子和空穴，同時一維結構的棒狀Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑相對于顆粒形態的光催化劑具有較大的比表面積，能夠為光生電子提供直線傳輸通路，因而Ag/AgCl/La在光催化過程中有利于光生電子和空穴的分離和傳輸，進而抑制電子和空穴的復合，從而提高其光催化性能。一維結構的棒狀Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑上的微結構在堆疊后能夠形成孔狀結構，所形成的孔狀結構能夠促進反應物和產物之間的擴散傳遞，從而進一步提高光催化性能。本專利技術還提供了Ag/AgCl/La作為光催化劑的應用，該Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑由于光催化活性高，穩定性好，因而能夠應用于空氣的凈化、廢水的處理、太陽能轉化制氫、殺菌或制藥等領域。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本專利技術實施例提供的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法流程圖；圖2是本專利技術實施例1制備的純相La(OH)3的TEM圖(TEM為transmissionelectronmicroscope的縮寫，即透射電子顯微鏡)；圖3是本專利技術實施例2制備的純相La(OH)3的TEM圖；圖4是本專利技術實施例3制備的純相La(OH)3的TEM圖；圖5是本專利技術實施例1、2、3在不同水熱溫度下制備的純相La(OH)3紫外光條件下對NO去除的去除效率對比圖；圖6是本專利技術本專利技術實施例4制備的質量比為20％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的XRD圖(XRD為X-raydiffraction的縮寫，即X射線衍射)；圖7是本專利技術本專利技術實施例5制備的質量比為50％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的XRD圖；圖8是本專利技術本專利技術實施例6制備的質量比為100％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的XRD圖；圖9是本專利技術本專利技術實施例5制備的質量比為50％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的TEM圖；圖10是本專利技術本專利技術實施例4、5、6制備的三種不同質量比(20％、50％、100％)的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑與實施例2制備的純相La(OH)3的UV-VisDRS圖(UV-VisDRS為UV-Visiblediffuse-reflectionspectra，即紫外可見漫反射)；圖11是本專利技術本專利技術實施例4、5、6制備的三種不同質量比(20％、50％、100％)的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑與實施例2制備的純相La(OH)3在可見光條件下對NO去除的去除效率對比圖；圖12是本專利技術本專利技術實施例5制備的質量比為50％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑在可見光條件下對NO去除的羥基自由基檢測圖；圖13是本專利技術本專利技術實施例5制備的質量比為50％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑在可見光條件下對NO去除的超氧自由基檢測圖；圖14是本專利技術本專利技術實施例5制備的質量比為50％的Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑在可見光條件下去除NO穩定性的測試圖。具體實施方式本專利技術實施例提供了一種Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法及應用，以解決
技術介紹
所述的光催化劑的光生電子和空穴復合嚴重本文檔來自技高網...

【技術保護點】
Ag/AgCl/La半導體異質結光催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：S01：將硝酸銀、氯化鈉和棒狀氫氧化鑭分別溶解于水中，并分別超聲30min，形成硝酸銀溶液、氯化鈉溶液和氫氧化鑭溶液；S02：將硝酸銀溶液滴入氫氧化鑭溶液中，磁力攪拌均勻，形成混合溶液A；S03：將氯化鈉溶液逐滴加入上述混合溶液A中，繼續磁力攪拌15min?120min，并反應形成混合溶液B；S04：反應結束后，將上述混合溶液B靜置15min?60min，并產生分層；S05：將分層后的混合溶液B中的上清溶液倒掉，留取下層渾濁溶液；S06：將上述渾濁溶液離心分離、過濾、水洗及有機溶劑洗滌，得到固體物質；S07：將固體物質干燥，得到Ag/AgCl/La。

【技術特征摘要】
1.Ag/AgCl/La(OH)3半導體異質結光催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：S01：將硝酸銀、氯化鈉和棒狀氫氧化鑭分別溶解于水中，并分別超聲30min，形成硝酸銀溶液、氯化鈉溶液和氫氧化鑭溶液；S02：將硝酸銀溶液滴入氫氧化鑭溶液中，磁力攪拌均勻，形成混合溶液A；S03：將氯化鈉溶液逐滴加入上述混合溶液A中，繼續磁力攪拌15min-120min，并反應形成混合溶液B；S04：反應結束后，將上述混合溶液B靜置15min-60min，并產生分層；S05：將分層后的混合溶液B中的上清溶液倒掉，留取下層渾濁溶液；S06：將上述渾濁溶液離心分離、過濾、水洗及有機溶劑洗滌，得到固體物質；S07：將固體物質干燥，得到Ag/AgCl/La(OH)3，其中，所述氯化銀與棒狀氫氧化鑭的質量比為20％-100％。2.根據權利要求1所述的Ag/AgCl/La(OH)3半導體異質結光催化劑的制備方法，其特征在于，所述Ag/AgCl/La(OH)3半導體異質結光催化劑的形狀為硝酸銀和氯化鈉反應生成的氯化銀負載在棒狀氫氧化鑭的表面上。3.根據權利要求2所述的Ag/AgCl/La(OH)3半導體異質結光催化劑的制備方法，其特征在于，所述氯化銀與棒狀氫氧化鑭的質量比為50％。4.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫艷娟，肖香，董帆，李欣蔚，崔雯，
申請(專利權)人：重慶工商大學，
類型：發明
國別省市：重慶;85