纳米磷钨酸银光催化剂
- 格式:pdf
- 大小:138.83 KB
- 文档页数:2
说明书一种磷酸银修饰磁性分离空心复合光催化剂及其制备方法技术领域本发明属于光催化剂技术领域,具体涉及一种磷酸银修饰磁性分离空心复合光催化剂,本发明还涉及该复合光催化剂的制备方法。
背景技术环境污染的治理是当今人类所面临的亟待解决的重大问题之一,光催化氧化法对环境污染的净化具有能耗低、净化条件温和、无二次污染、深度氧化等优点而备受重视。
其中光催化剂的成分和形貌设计,处于该技术的核心地位,是光催化氧化效率的关键。
空心的纳米光催化剂与传统的粉体光催化剂相比较,由于其尺寸小、表面的体积分数较大、表面的化学键状态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全,促使表面的活性位置增加,使它的光催化效果也明显的提高。
然而纳米材料,由于其大的表面积,低密度,粒径过小,不利于其与降解液得到有效的分离,容易造成二次污染,限制了其广泛的应用。
ZnFe2O4具有优越的磁性能,在外加电场存在的情况下,使其可以进行有效的分离,而且禁带宽度为1.9 eV,在可见光照射下即可使光生电子-空穴对进行有效的分离。
然而纯相的ZnFe2O4光生电子-空穴对的复合效率很高,这严重的限制了其在光催化领域的应用。
研究表明,用金属氧化物对ZnFe2O4进行修饰,形成异质结构,能有效改善上述问题。
一方面,不同半导体间能带的交迭效应可扩展激发波范围;此外,能带差异使半导体异质结两侧存在空间电势差,该内建电场可作为驱动力促使光生载流子从一种半导体能级注入到另一种半导体能级,从而提高光生电子-空穴的分离效率,从而达到协同催化的效果。
ZnFe2O4/CaFe2O4,ZnFe2O4/TiO2,ZnFe2O4/SrFe12O19,ZnFe2O4/α-Fe2O4和ZnFe2O4/Ag3VO4等两相复合异质结的研究都有所报告,且复合后的催化效果都表现出明显的协同效应,但是它们的催化效果还不是很令人满意。
发明内容本发明的目的是提供一种磷酸银修饰磁性分离空心复合光催化剂,解决了现有两相复合异质结的光催化剂催化效果不理想的问题。
磷酸银光催化剂的制备及应用研究进展汤春妮【摘要】Silver phosphate (Ag3PO4) photocatalyst receives great attention because of its high photocatalytic activity.In this paper,we summarized the achieved results and development of silver phosphate photocatalyst at home and abroad from the perspective of materials preparation and application of photocatalysis fields.This paper provided a significant guidance for the development and application of silver orthophosphate photocatalyst.%可见光催化剂磷酸银因具有极高的光催化活性而受到密切关注.本文从材料制备及其光催化领域应用的角度,梳理总结了国内外在此相研究中取得的一些成果及进展,以其对磷酸银光催化剂的开发和应用研究提供参考.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】5页(P41-45)【关键词】磷酸银;光催化剂;制备;应用【作者】汤春妮【作者单位】陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安 710300【正文语种】中文【中图分类】TQ032;O482.3光催化技术是一种在常温常压下借助光催化剂直接利用太阳能驱动的催化反应技术,具有反应条件温和、节能环保、反应活性高等优点,因此,受到材料、化学、环境等领域研究者的广泛关注。
光催化技术的核心是光催化材料的开发和应用。
理想的光催化材料应该具有光响应范围宽、载流子分离效率高、光催化活性高、稳定性好、回收利用便捷等特点。
纳米光电材料在光催化中的应用研究随着科学技术的快速发展,纳米科学逐渐成为了研究的重点领域之一。
纳米科技的广泛应用,不仅为人类的生活带来了极大的便利和安全,而且也对环境保护和可持续发展起到了巨大的推动作用。
在纳米材料的研究、合成和应用过程中,纳米光电材料是一个非常重要的领域。
它不仅可以用于光电传感器、太阳能电池、生物医疗等领域,而且在光催化领域也有着广泛的应用。
本文将从纳米光电材料基本概念出发,结合当前研究进展,探讨其在光催化中的应用研究。
一、纳米光电材料的基本概念纳米光电材料深受科学家们的关注。
其主要特点是尺寸具有显著的微观效应和宏观量子效应,使得不同性质的物种具有独特的电学、热学、光学和化学特性。
纳米光电材料具有高表面活性、大比表面积、可控性强等特点,这些特性使它们在光电领域的应用变得愈加广泛。
光催化是其中的一个重要领域,研究人员们以纳米材料为核心,通过催化剂的效应,在特定波长的光照下引发反应。
二、纳米光电材料在光催化中的应用研究1. 纳米银光催化材料纳米银是一种高效的电子老化剂和光催化剂,是一种优秀的催化材料。
在光催化反应中,纳米银通常用于制备催化剂的载体,通过催化剂与有机材料接触触发反应,从而达到分解干净废水的功效。
研究发现,纳米银光催化材料有着更高的催化效率和反应稳定性,具有广泛用途和前景。
2. 纳米金属光催化材料纳米金属光催化材料属于金属纳米元件中重要的光学材料之一,其以活性的粒子表面积为核心,成为催化反应的有效催化剂。
研究人员通过纳米金属的催化效应,使它成为化学反应的新型催化剂,而其具有优异的电子输运率、光学非线性效应和表面效应等特性,可用于制备光电催化产物。
3. 纳米氧化锌光催化材料纳米氧化锌光催化材料是一种颇具潜力的材料,通常作为光催化反应中的催化剂和氧化剂。
由于其具有可控性强、化学稳定性好和光催化活性优良的特点,纳米氧化锌被广泛应用于分解废水等方面,成为一种光催化剂的重要载体。
银纳米粒子在催化反应中的应用催化反应是一种至关重要的化学反应,在工业化生产、医药制造、环境治理等领域都有着重要的应用。
传统的催化剂主要是金属氧化物、硫酸、酸碱催化剂等,但近年来,纳米材料在催化领域的应用逐渐被人们重视起来。
其中银纳米粒子作为一种新兴的催化剂,在催化反应中的应用也越来越广泛。
银纳米粒子作为催化剂的优势1. 控制粒子尺寸银纳米粒子具有很好的可控性,可以通过调控反应条件和催化剂合成方法,来控制其粒子尺寸,从而达到调控催化剂活性和选择性的目的。
粒子尺寸的调控也决定了银纳米粒子的表面积和表面结构,因此在一定程度上直接影响了催化反应中的物质吸附和反应活性。
2. 高催化活性银纳米粒子具有很高的催化活性和选择性,在复杂化学反应中表现出较好的效果。
它的优点主要是由其特有的表面结构、表面反应活性以及独特的光学和电学性能所决定的。
3. 光催化性能银纳米粒子具有良好的光催化性能,在紫外光照射下,具有显著的光催化效果。
这是因为银纳米粒子具有很强的表面等离子共振(SPR)效应,即在可见光或紫外光的照射下,催化剂吸收能量,产生表面等离子共振所相关的电子激发或局部热点,从而提升反应速度。
1. 物质氧化反应中的应用物质氧化反应是一类重要的化学反应,具有广泛的用途,如生产过氧化氢、制造有机合成反应中的银合成物、污染处理等。
银纳米粒子作为催化剂,在物质氧化反应中的应用非常广泛,具有很高的催化效率和活性。
如银纳米粒子催化过氧化氢水溶液氧化硫化氢反应,可以有效地去除有害气体。
2. 有机合成反应中的应用银纳米粒子在有机合成反应中的应用也非常广泛,比如硝化反应、羰基化反应、还原反应、烯烃环化反应等等。
银纳米粒子由于具有高的催化活性和可控性,可以有效地促进有机合成反应,提高产率和选择性。
比如,在烷基化反应中,银纳米粒子催化剂可以将丙烯和苯乙烯转化为长链烷烃,且产率高,选择性好。
3. 污染物处理反应中的应用银纳米粒子作为催化剂在污染物处理反应中的应用也非常广泛,可以降低化学反应的能量要求,提高反应速率和选择性,从而达到更好的处理效果。
纳米磷酸银的制备及其在降解罗丹明B染料中的应用
黄鹤勇;徐铭;冯玉英
【期刊名称】《材料化学前沿》
【年(卷),期】2016(004)004
【摘要】通过硝酸银[AgNO3]和磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]在室温条件下发生离
子交换反应,合成了粒径约300 nm的纳米磷酸银[Ag3PO4]可见光光催化剂,通过
X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)对其结构,形态和光学特性进行研究。
并以罗丹明B为目标降解染料,研究了pH值、催化剂用量、染色剂和添加剂等对其光催化性能的影响。
结果表明,Ag3PO4光催
化剂具有较好的可见光催化降解能力,在pH = 3时光催化降解罗丹明B的效率最高。
【总页数】9页(P49-56)
【作者】黄鹤勇;徐铭;冯玉英
【作者单位】[1]南京师范大学分析测试中心,江苏南京;;[2]南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京;;[3]南京师范大学分析测试中心,江苏南京
【正文语种】中文
【中图分类】O64
【相关文献】
1.纳米技术在制备银氧化锡电触头材料中的应用 [J], 赵建谷;陈静
2.氮化硼纳米片/g-C3N4复合光催化剂的制备及其对罗丹明B的降解研究 [J], 王
一瑾;张琛旭;张寒;曹作林;吴湘锋
3.纳米银的制备及在导电浆料中的应用 [J], 郭少青;董弋;孙万兴;刘洋;董红玉;李鑫
4.石墨烯/银复合材料的制备及光催化降解罗丹明B研究 [J], 胡章记;郭桂全;王双
5.金纳米星/TiO_(2)/杯芳烃复合光催化材料的制备及可见光催化降解罗丹明B [J], 何晶;李慧;魏亚辉;孙丽娜;杨楠
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米磷钨酸银光催化剂的微波固相合成
纳米材料具有许多优异的光、电、磁等特殊性能,在各个领域的应
用越来越广泛。因此,纳米材料的制备方法广为化学家关注。室温固相
法制备纳米多金属氧酸酸盐,其操作简单,重现性好,但研磨所需时间
长,后期需用大量有机溶剂洗涤除出可溶性反应物,造成浪费和污染,
且应用范围窄。微波是介于红外光波与无线电波之间频率在0.3~
300GHz的电磁波,具有电场与磁场双重性质。微波作为化学反应的热
源有其独特的优点:首先微波的穿透力极强,对样品是内外一起加热,
从而使物体快速均匀地升温;此外只有那些在外加电场作用下能够产生
极化作用的物质才会吸收微波而升温,微波加热具有选择性和可控制
性;微波与物质之间的相互作用,还具有独特的“非热效应”,从而降低
反应温度。基于上述性质,在室温固相法的基础上,外加微波辐射,成
功合成纳米磷钨酸银光催化剂。微波固相合成法具有反应快,无须后处
理,应用范围广,产率高,可实现原子经济等优点。
应用微波辐射技术以H3PW12O40和AgNO3为原料,通过固相反应
进一步合成Ag3PW12O40·12H2O纳米微粒;用FT-IR、UV-vis、TG-DTA
确定产物的组成和结构;SEM和BET对产物的形貌、晶粒尺寸和比表面
积进行了表征;结果表明,产物为纳米粒子,平均粒径为40 nm,比表面
积为179. 6938 m2·g-1。在固相反应中,结晶水能形成无数微小的反应水
池,限制了产物粒子的晶粒尺寸大小,在微波磁场和电场作用下,
Ag+有序定向的扩散到[PW12O40]3-的外表面,由于微波有极强穿透力,
对样品是内外一起加热,物体快速均匀地升温,从而使游离的H2O、
NO2和CO2瞬间同时均匀挥发出来,溢出的气流阻止了
Ag3PW12O40·12H2O颗粒间的团聚。具体的反应如下:
将原料H3PW12O40·29H2O和H2C2O4·2H2O加入到研钵机中混匀研
磨,再由鼓风机输送往胶体研磨机,并按摩尔比加入AgNO3充分混合研
磨,约5min后粉末试剂呈现稠状,研磨后将混合试剂转入传送带微波加
热炉中低火档加热(立即有刺激性气味溢出),5min后即得纳米磷钨酸
银光催化剂。
先将H3PW12O40·29H2O和少许H2C2O4·2H2O混匀研磨,是为了使
H3PW12O40·29H2O在H2C2O4·2H2O中分散,H2C2O4·2H2O起表面分散剂
作用,改善颗粒的分散状态,而且H2C2O4·2H2O是一个很好的多基配体
螯合剂,包裹在H3PW12O40·29H2O表面,与之形成螯合物,从而降低了
H3PW12O40·29H2O的表面能,阻止了颗粒间的团聚,反应物中的结晶水
能形成无数微小的反应水池,从而有效的抑制了颗粒的尺寸大小。当加
入AgNO3充分混合研磨时,AgNO3溶解在结晶水中,离解成 Ag+、NO
-3
,在微波的磁场和电场作用下 , Ag+有序定向的扩散到 [ PW12O40]3 -表面,
又由于 POM具有“假液相性”,Ag+进一步扩散到[PW12O40]3-体内,形成
Ag3PW12O40·yH2O颗粒。由于水池大小的限制 ,形成的
Ag3PW12O40·yH2O颗粒在纳米级. 由于微波有极强穿透力,对样品是内
外同时加热,物体快速均匀地升温,从而使游离的 H2O、NO2(HNO3分
解)和CO2(H2C2O4分解)瞬间同时均匀的被挥发出来。此外,微波具
有“非热效应”,使分子间有效碰撞的几率增大而加快反应速度。溢出的
气流阻止了Ag3PW12O40·yH2O颗粒间的团聚,并使Ag3PW12O40·yH2O颗
粒保持在纳米级。