CN103480402A - 一种铜掺杂磷酸银催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜掺杂磷酸银催化剂的制备方法,采用如下步骤:在搅拌条件下,向硝酸银溶液中滴加氨水,得到银氨溶液;在搅拌条件下,向硝酸铜溶液中滴加氨水,得到铜氨络合物溶液;将铜氨络合物溶液和银氨溶液混合,在搅拌条件下,向其中滴加磷酸二氢钾,逐渐产生沉淀,当沉淀量不再增加,停止滴加;沉淀、分离、烘干,即制得铜掺杂磷酸银。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜掺杂磷酸银催化剂的制备方法,属于催化材料制备领域。
背景技术
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题,污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。1972年开始发现TiO2氧化活性较高,化学稳定性好,对人体无毒害,成本低,无污染,应用范围广,因而最受重视,但是TiO2的禁带宽度较大(例如锐钛矿TiO2的禁带宽度Eg=3.2eV),仅能吸收紫外光区(波长小于387nm)的光,对太阳能的利用效率较低。2010年6月,物质材料研究机构研究人员发现磷酸银具有光催化剂的效果,且光氧化效果是目前已知各种光催化剂的数十倍以上。
但磷酸银也存在缺陷,比如稳定性不够好是制约磷酸银光催化应用的最重要因素。通常认为造成光催化剂失效的主要原因是:光照使银纳米晶沉积在磷酸银晶粒表面,阻挡了它与待降解物之间的接触,从而阻挡光的进入。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,公开了一种铜掺杂磷酸银催化剂的制备方法。
本发明采用的技术方案是采用如下步骤:
1)在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为0.5~1mol/L的硝酸银溶液中滴加浓度为0.2~1mol/L氨水,在该过程中先产生黑色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到银氨溶液;
2)在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为1~4mol/L的硝酸铜溶液中滴加浓度为4~10mol/L氨水,在该过程中先产生深蓝色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到铜氨络合物溶液;
3)将铜氨络合物溶液和银氨溶液混合,搅拌30~60min,在搅拌条件下,向其中滴加浓度为2~4mol/L的磷酸二氢钾,逐渐产生沉淀,当沉淀量不再增加,停止滴加;沉淀分离,在60~70℃下烘干,在该过程中由于酸碱中和作用,络合离子和磷酸根产生沉淀,生成铜掺杂磷酸银。
本发明的有益效果是:
1.经过氨水络合之后,在铜氨络合物溶液和银氨溶液混合后,铜和银在氨根作用相互络合,然后再和磷酸根结合反应生成磷酸银,所得到的颗粒物更细,掺杂更均匀。
2.在铜掺杂后,磷酸银的稳定性有所增加。
具体实施方式
实施例1
在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为1mol/L的硝酸银溶液中滴加浓度为1mol/L氨水,在该过程中先产生黑色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到银氨溶液;在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为4mol/L的硝酸铜溶液中滴加浓度为10mol/L氨水,在该过程中先产生深蓝色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到铜氨络合物溶液;将铜氨络合物溶液和银氨溶液混合,搅拌60min,在搅拌条件下,向其中滴加浓度为4mol/L的磷酸二氢钾,逐渐产生沉淀,当沉淀量不再增加,停止滴加;沉淀分离,在70℃下烘干,在该过程中由于酸碱中和作用,络合离子和磷酸根产生沉淀,生成铜掺杂磷酸银。
将得到的铜掺杂磷酸银0.5g加入到300mL浓度为30mg/L的金橙II废水中,在300w金卤灯照射下,反应20min,脱色率为98.5%,催化剂分离重复利用5次后,同样条件下,反应20min,脱色率为95.8%。同等质量的磷酸银在相同条件下重复利用5次后脱色率为72.3%。
实施例2
在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为0.5mol/L的硝酸银溶液中滴加浓度为0.2mol/L氨水,在该过程中先产生黑色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到银氨溶液;在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为1mol/L的硝酸铜溶液中滴加浓度为4mol/L氨水,在该过程中先产生深蓝色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到铜氨络合物溶液;将铜氨络合物溶液和银氨溶液混合,搅拌30min,在搅拌条件下,向其中滴加浓度为2mol/L的磷酸二氢钾,逐渐产生沉淀,当沉淀量不再增加,停止滴加;沉淀分离,在60℃下烘干,在该过程中由于酸碱中和作用,络合离子和磷酸根产生沉淀,生成铜掺杂磷酸银。
将得到的铜掺杂磷酸银0.5g加入到300mL浓度为30mg/L的酸性大红废水中,在300w金卤灯照射下,反应20min,脱色率为99.1%,催化剂分离重复利用5次后,同样条件下,反应20min,脱色率为96.2%。同等质量的磷酸银在相同条件下重复利用5次后脱色率为77.5%。
实施例3
在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为0.8mol/L的硝酸银溶液中滴加浓度为0.6mol/L氨水,在该过程中先产生黑色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到银氨溶液;在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为3mol/L的硝酸铜溶液中滴加浓度为8mol/L氨水,在该过程中先产生深蓝色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到铜氨络合物溶液;将铜氨络合物溶液和银氨溶液混合,搅拌40min,在搅拌条件下,向其中滴加浓度为3mol/L的磷酸二氢钾,逐渐产生沉淀,当沉淀量不再增加,停止滴加;沉淀分离,在60℃下烘干,在该过程中由于酸碱中和作用,络合离子和磷酸根产生沉淀,生成铜掺杂磷酸银。
将得到的铜掺杂磷酸银0.5g加入到300mL浓度为30mg/L的罗丹明B废水中,在300w金卤灯照射下,反应20min,脱色率为97.1%,催化剂分离重复利用5次后,同样条件下,反应20min,脱色率为92.4%。同等质量的磷酸银在相同条件下重复利用5次后脱色率为68.5%。
Claims (1)
1.一种铜掺杂磷酸银催化剂的制备方法,其特征在于方法的步骤如下:
1)在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为0.5~1mol/L的硝酸银溶液中滴加浓度为0.2~1mol/L氨水,在该过程中先产生黑色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到银氨溶液;
2)在搅拌条件下,向体积为50mL,浓度为1~4mol/L的硝酸铜溶液中滴加浓度为4~10mol/L氨水,在该过程中先产生深蓝色沉淀,随着滴加量增加,沉淀逐渐减少,当沉淀消失,即停止滴加氨水,得到铜氨络合物溶液;
3)将铜氨络合物溶液和银氨溶液混合,搅拌30~60min,在搅拌条件下,向其中滴加浓度为2~4mol/L的磷酸二氢钾,逐渐产生沉淀,当沉淀量不再增加,停止滴加;沉淀分离,在60~70℃下烘干,在该过程中由于酸碱中和作用,络合离子和磷酸根产生沉淀,生成铜掺杂磷酸银。
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