[go: up one dir, main page]

CN105289674A - 一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105289674A
CN105289674A CN201510789023.XA CN201510789023A CN105289674A CN 105289674 A CN105289674 A CN 105289674A CN 201510789023 A CN201510789023 A CN 201510789023A CN 105289674 A CN105289674 A CN 105289674A
Authority
CN
China
Prior art keywords
agvo
composite photocatalyst
heterojunction composite
preparation
heterojunction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510789023.XA
Other languages
English (en)
Inventor
鞠鹏
张盾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Oceanology of CAS
Original Assignee
Institute of Oceanology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Oceanology of CAS filed Critical Institute of Oceanology of CAS
Priority to CN201510789023.XA priority Critical patent/CN105289674A/zh
Publication of CN105289674A publication Critical patent/CN105289674A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明属于光催化领域,具体涉及一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂由AgVO3和Ag3PO4组成;Ag3PO4纳米颗粒原位生长于AgVO3纳米带表面;其中,AgVO3与Ag3PO4的摩尔比为1:0.01~1。本发明的制备方法工艺简单、易于控制、成本低廉,构建了具有可见光响应的AgVO3/Ag3PO4异质结结构,加速了光生载流子的分离,减小了光生电子-空穴对的复合几率,在可见光下具有高效的光催化活性和稳定性,对水体中的有害微生物和染料污染物具有高效的杀灭和降解效果,在水体净化等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。

Description

一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于光催化领域,具体涉及一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
光催化技术是一种利用光能进行物质转化的技术,自1972年日本科学家Fujishima和Honda首次报道TiO2在紫外光照下可以光解水产生氢气和氧气以后,半导体光催化技术因其具有高效、无选择性、稳定性高、绿色无毒、无二次污染、能耗低、操作简便和低成本等突出优点,而且可以充分利用清洁无污染的太阳能,受到了越来越多的关注[1],在污水处理、废气处理、空气净化、杀菌消毒、催化制氢、还原CO2等方面已经有广泛应用,并且效果良好。
目前,TiO2因其化学性质稳定、无毒、低成本等优点成为使用最广泛的光催化材料,但是由于TiO2禁带宽度为3.2eV,其对应的吸收波长为387.5nm,光吸收范围仅局限于紫外光区,大大限制了对太阳能的利用[1]。因此,为了实现太阳能的有效利用,开发和设计具有可见光响应、绿色环保的新型光催化材料具有重要的实际意义。具有一维结构的钒酸银(AgVO3、Ag2V4O11、Ag3VO4、Ag4V2O7)因带隙较窄(Eg<2.5eV),可见光吸收性能良好以及环境友好型等特性,在光催化领域受到了研究者的极大关注[2,3]。虽然这种一维结构具有比表面积大、易于电子传递等优点,但是单体钒酸银材料中光生载流子分离速率还是相对较低,影响了光催化活性[4-6]。因此,为了进一步提高钒酸银的光催化性能,充分利用太阳光资源,可以通过高效、低成本的半导体复合方法形成异质结结构,使光生载流子有效分离,实现光催化性能的提高。Ag3PO4是一种新型高效的光催化材料,自叶金花等[7]2010年在NatureMaterials上首次报道了Ag3PO4高效的光催化性能后,Ag3PO4受到了广泛关注,其特有的间接带隙、价带中光激发空穴的强氧化性,同时其电子迁移速率比空穴迁移速率更高,从而促使电子-空穴分离,使其具有良好的光催化性能;同时Ag空位缺陷能够参与光电子捕获,提供更多的光激发空穴,也有利于电子-空穴分离。
因此,现需要构建一种复合型催化剂来提高钒酸银的光催化性能。
[1]K.Nakata,A.Fujishima.TiO2photocatalysis:Designandapplications[J].JournalofPhotochemistryandPhotobiologyC:PhotochemistryReviews,2012,13:169-189.
[2]J.Ren,W.Z.Wang,M.Shang,S.M.Sun,L.Zhang,J.Chang.Photocatalyticactivityofsilvervanadatewithone-dimensionalstructureunderfluorescentlight[J].JournalofHazardousMaterials,2010,183(1):950-953.
[3]L.C.Chen,G.T.Pan,T.C.K.Yang,T.W.Chung,C.M.Huang.InsituDRIFTandkineticstudiesofphotocatalyticdegradationonbenzenevaporwithvisible-light-drivensilvervanadates[J].JournalofHazardousMaterials,2010,178(1):644-651.
[4]Y.Sang,L.Kuai,C.Y.Chen,Z.Fang,B.Y.Geng.Fabricationofavisible-light-drivenplasmonicphotocatalystofAgVO3AgBrAgnanobeltheterostructures[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2014,6(7):5061-5068.
[5]J.Wang,H.Ruan,W.J.Li,D.Z.Li,Y.Hu,J.Chen,Y.Shao,Y.Zheng.HighlyefficientoxidationofgaseousbenzeneonnovelAg3VO4/TiO2nanocompositephotocatalystsundervisibleandsimulatedsolarlightirradiation[J].TheJournalofPhysicalChemistryC,2012,116(26):13935-13943.
[6]Y.M.Yan,Y.Y.Liu,B.B.Huang,R.Zhang,Y.Dai,X.Y.Qin,X.Y.Zhang.EnhancedvisiblephotocatalyticactivityofaBiVO4β-AgVO3compositesynthesizedbyaninsitugrowthmethod[J].RSCAdvances,2014,4(39):20058-20061.
[7]Z.G.Yi,J.H.Ye,N.Kikugawa,T.Kako,S.X.Ouyang,H.Stuart-Williams,H.Yang,J.Y.Cao,W.J.Luo,Z.S.Li,Y.Liu,R.L.Withers.Anorthophosphatesemiconductorwithphotooxidationpropertiesundervisible-lightirradiation[J].NatureMaterials,2010,9:559-564.
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题,提供一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案实施:
一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,由AgVO3和Ag3PO4组成;Ag3PO4纳米颗粒原位生长于AgVO3纳米带表面;其中,AgVO3与Ag3PO4的摩尔比为1:0.01~1。
一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法:
(1)AgVO3纳米带的制备:将等摩尔量的NH4VO3和AgNO3分别溶解在超纯水中,分别得溶解液;然后将AgNO3溶解液逐滴加入到NH4VO3溶解液中得混合液,调节混合液pH至5~9,在室温下继续避光搅拌形成悬浮液,而后将悬浮液移高压反应釜中,放入电热恒温鼓风干燥箱中进行热处理,而后冷却至室温,经过抽滤、洗涤和干燥后可得到AgVO3纳米带;
(2)AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备:将步骤(1)中得到的AgVO3纳米带分散于超纯水中,得分散液;然后在磁力搅拌下逐滴加入含磷酸根的前躯体溶液,得混合液,调节混合液pH至5~9,在室温下继续避光搅拌,而后经抽滤、洗涤和干燥后可得到AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂。
所述步骤(1)和步骤(2)中调节混合液pH采用浓度为0.1~5.0mol/L的NH3·H2O或NaOH。
所述步骤(1)和步骤(2)中调节混合液pH值后在室温下继续避光搅拌2~10h。
所述步骤(2)中分散采用超声分散10~60min,然后磁力搅拌10~60min。
所述步骤(2)中含磷酸根的前躯体为Na3PO4或K3PO4,其中,加入的前驱体与AgVO3的物质的量之比为0.01~1:1。
所述步骤(1)和步骤(2)中干燥在真空条件下干燥,温度为50~80℃,干燥时间为3~12h。
一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的应用,所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂作为水体中杀菌剂的应用。
一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的应用,所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂在降解染料中的应用。
一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的应用,所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂在水体净化中的应用。
AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂应用于水体中,对有害微生物大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)以及染料污染物亚甲基蓝(MB)的可见光催化杀灭和降解,采用500W氙灯作为光源,其波长范围为420~760nm;所述微生物浓度为106cfu/mL;所述亚甲基蓝浓度为20mg/L;所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的用量为1.0mg/mL。
其光催化活性具体测试方法为:采用500W氙灯作为光源,辅以滤光片;将微生物和亚甲基蓝溶液加入到反应器中,然后加入AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,暗态吸附达到平衡后开始光照,光照过程中间隔一定时间取样,通过平板计数法和紫外可见分光光度法测定存活细菌浓度和残余亚甲基蓝浓度,计算杀灭率和降解率。所述的光源为氙灯,其波长范围为420~760nm;所述微生物浓度为106cfu/mL;所述亚甲基蓝浓度为20mg/L;所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的用量为1.0mg/mL。
本发明的有益效果在于:
本发明通过将AgVO3与Ag3PO4复合,构建具有异质结结构的复合材料,加上光生载流子在复合材料表面的分离,进而提高复合材料的光催化性能,对AgVO3和Ag3PO4两种材料在光催化领域的实际应用具有重大意义;具体:
(1)本发明采用的制备方法工艺简单、易于控制、成本低廉;
(2)本发明制备的由Ag3PO4纳米颗粒原位生长于AgVO3纳米带表面构建的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,具有较大的比表面积和良好的可见光吸收性能;
(3)本发明制备的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂可见光催化活性相比AgVO3和Ag3PO4均显著提高,在500W氙灯照射下,1.0mg/mLAgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂对浓度为106cfu/mL的微生物15min杀灭率可达99.99%,对浓度为20mg/L的亚甲基蓝25min内实现完全降解;
(4)本发明制备的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂具有异质结结构,加快了光生载流子分离,减小了光生电子-空穴对复合几率,提高了可见光催化活性和稳定性,在水体净化等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明所制备样品的X-射线衍射(XRD)图谱(其中横坐标为2θ(角度),单位为degree(度);纵坐标为Intensity(强度),单位为a.u.(绝对单位));
图2为本发明所制备样品的扫描电子显微镜(FESEM)照片:(A)AgVO3,(B)Ag3PO4,(C,D)AgVO3/Ag3PO4-0.3;
图3为本发明所制备样品的紫外可见漫反射光谱(UV-DRS)图(其中横坐标为Wavelength(波长),单位为nm(纳米),纵坐标为Absorbance(吸光度),单位为a.u.(绝对单位));
图4为本发明所制备的样品光催化降解反应中亚甲基蓝浓度随时间变化曲线(A)以及对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的光催化杀菌率(B)(其中A图中横坐标为Time(时间),单位为min(分钟),纵坐标为Ct/C0,C0为反应开始前亚甲基蓝初始浓度,Ct为反应时间为t时的亚甲基蓝浓度;B图中纵坐标为Antibacterialrate(杀菌率),单位为%)。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明,有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
本发明通过水热合成法和原位生长法制备了AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,其利用AgVO3与Ag3PO4溶度积不同,使Ag3PO4纳米颗粒在AgVO3纳米带表面原位生长,该复合光催化剂具有良好的可见光吸收性能,构建的异质结结构加快了光生载流子的分离,减小了光生电子-空穴对的复合几率,在可见光下具有高效的光催化活性和稳定性,对水体中有害微生物和染料污染物具有高效的杀灭和降解效果,在水体净化等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。同时该复合光催化剂制备方法具有简单易行、价格低廉和重复性好等特点。
实施例1:
AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法:
(1)通过水热合成法制备AgVO3纳米带:将1.0mmolNH4VO3溶解在30mL超纯水中,加热至80℃并不断搅拌使其完全溶解;同时将1.0mmolAgNO3溶解在30mL超纯水中,搅拌使其溶解,分别得到溶解液;然后在磁力搅拌下将上述AgNO3溶解液逐滴加入到上述NH4VO3溶解液中,滴加完成后用2.0mol/LNH3·H2O溶液调节混合液的pH为7,之后继续避光搅拌5h;搅拌结束后得悬浮液,将悬浮液转移至配有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,放入电热恒温鼓风干燥箱中180℃热处理24h;反应结束后,将反应釜冷却至室温,产物经过抽滤,抽滤后沉淀依次经超纯水和无水乙醇洗涤数次,而后于60℃真空干燥箱中干燥6h,可得到AgVO3纳米带(参见图1-3)。
(2)通过原位生长法制备AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂:称取上述所得1.0mmolAgVO3纳米带加入到30mL超纯水中,超声分散30min,然后磁力搅拌30min,得分散液;同时将0.3mmolNa3PO4·12H2O加入到30mL超纯水中,磁力搅拌使其完全溶解,得溶解液;然后将上述Na3PO4溶解液在磁力搅拌下滴逐加入到上述AgVO3分散液中,得混合液,而后用2.0mol/LHNO3溶液调节混合液的pH为7,之后在室温下继续避光搅拌8h;搅拌结束后,产物经过抽滤,抽滤后沉淀依次经超纯水和无水乙醇洗涤数次,而后于60℃真空干燥箱中干燥6h,可得到AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,记为AgVO3/Ag3PO4-0.3(参见图1-3)。
对比实施例1:
单体Ag3PO4的制备方法:
通过共沉淀法制备Ag3PO4单体材料。将3.0mmolAgNO3溶解到30mL超纯水中,磁力搅拌使其完全溶解;同时将1.0mmolNa2HPO4·12H2O加入到30mL超纯水中,磁力搅拌使其完全溶解,分别得到溶解液;然后将上述Na2HPO4溶解液在磁力搅拌下逐滴滴加到上述AgNO3溶解液中,得到悬浮液,并用2.0mol/LNH3·H2O溶液将悬浮液的pH值调为7,继续在室温下避光搅拌5h,搅拌结束后,产物经过抽滤,抽滤后沉淀依次经超纯水和无水乙醇洗涤数次,而后于60℃真空干燥箱中干燥6h,可得到Ag3PO4单体材料,记为Ag3PO4
由图1可知,a曲线为实施例1制备的AgVO3的XRD图谱,所有衍射峰的位置与标准卡片JCPDSNo.29-1154完全吻合,均归属于单斜晶系β-AgVO3,而且没有出现任何杂质相,,且衍射峰比较尖锐,峰强较大,可以确定实施例1制备的样品为纯的单斜相β-AgVO3,并且具有良好的结晶度。b曲线为对比实施例1制备的单体Ag3PO4的XRD图谱,由图可见,图中所有的衍射峰都与标准的立方晶系Ag3PO4相对应(JCPDSNo.06-0505),且没有杂相衍射峰出现,表明对比实施例1所制备的样品为纯的立方相Ag3PO4。图中的c曲线为实施例1制备的AgVO3/Ag3PO4-0.3异质结复合光催化剂的XRD图谱,图谱中包含了单斜相AgVO3和立方相Ag3PO4的所有特征峰,说明AgVO3和Ag3PO4在成功复合在一起形成复合材料。在复合材料的XRD图谱中没有出现其他杂质峰,说明复合材料中只是由AgVO3和Ag3PO4两种物质组成,并没有其他杂质相存在。另外,实验结果表明PO4 3-与AgVO3的反应并未按照化学计量比进行,而是在反应中到达一种平衡态,在AgVO3纳米带表面生成了Ag3PO4纳米颗粒后复合材料结构趋于稳定,阻止了反应继续进行。
由图2(A)可见,单体AgVO3为均一的带状结构,长度在10μm以上,宽度约为200nm。图2(B)为单体Ag3PO4的FESEM照片,由图可见,Ag3PO4为呈球状颗粒,结晶度较高,尺寸约为100nm,颗粒分散度良好,晶粒之间没有明显的团聚现象。由图2(C)和图2(D)可见,实施例1制备的AgVO3/Ag3PO4-0.3异质结复合光催化剂由AgVO3纳米带负载Ag3PO4纳米颗粒组装而成,Ag3PO4纳米颗粒尺寸约30~50nm,并且紧密、均匀地分布在AgVO3纳米带表面。此外,AgVO3/Ag3PO4-0.3复合材料中AgVO3纳米带的结构比较完整未出现破损,表面生成的纳米颗粒未从纳米带表面脱落,表明PO4 3-与AgVO3的反应比较缓慢而且不是很剧烈,生成的Ag3PO4纳米颗粒紧密的排列在AgVO3纳米带表面,形成了结合比较牢固的复合结构。另外,这种原位生长法导致生成的Ag3PO4纳米颗粒尺寸较小,可与纳米带紧密结合,而且不会破坏纳米带结构,有效提高了复合材料结构的稳定性。
由图3图可见,AgVO3、Ag3PO4和AgVO3/Ag3PO4-0.3在紫外区和可见光区均有良好的吸收,显示出良好的可见光吸收性能。此外,具有良好可见光吸收性能的Ag3PO4与AgVO3复合大大提高了复合材料的可见光吸收性能。
实施例2:
AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法:
与实施例1不同之处在于,加入0.2mmolNa3PO4·12H2O。称取上述所得1.0mmolAgVO3纳米带加入到30mL超纯水中,超声分散30min,然后磁力搅拌30min,得分散液;同时将0.2mmolNa3PO4·12H2O加入到30mL超纯水中,磁力搅拌使其完全溶解,得溶解液;然后将上述Na3PO4溶解液在磁力搅拌下滴逐加入到上述AgVO3分散液中,得混合液,而后用2.0mol/LHNO3溶液调节混合液的pH为7,之后在室温下继续避光搅拌8h;搅拌结束后,产物经过抽滤,抽滤后沉淀依次经超纯水和无水乙醇洗涤数次,而后于60℃真空干燥箱中干燥6h,可得到AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,记为AgVO3/Ag3PO4-0.2。
实施例3:
AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法:
与实施例1不同之处在于,加入0.1mmolNa3PO4·12H2O。称取上述所得1.0mmolAgVO3纳米带加入到30mL超纯水中,超声分散30min,然后磁力搅拌30min,得分散液;同时将0.1mmolNa3PO4·12H2O加入到30mL超纯水中,磁力搅拌使其完全溶解,得溶解液;然后将上述Na3PO4溶解液在磁力搅拌下滴逐加入到上述AgVO3分散液中,得混合液,而后用2.0mol/LHNO3溶液调节混合液的pH为7,之后在室温下继续避光搅拌8h;搅拌结束后,产物经过抽滤,抽滤后沉淀依次经超纯水和无水乙醇洗涤数次,而后于60℃真空干燥箱中干燥6h,可得到AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,记为AgVO3/Ag3PO4-0.1。
应用例1:
上述所得AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂应用于染料污染物亚甲基蓝MB的可见光催化降解:
以500W氙灯作为光源,辅以滤光片滤掉紫外光,使其波长范围为420~760nm。将50mL20mg/L的亚甲基蓝溶液加入到50mL反应器中,加入50mg本发明制备的光催化剂,暗态吸附达到平衡后进行光催化反应,反应过程中间隔一定时间取样,离心分离后取上层清液在紫外-可见分光光度计上测定664nm波长下亚甲基蓝溶液的吸光度,得到亚甲基蓝溶液的残余浓度,以此计算降解率,空白实验和暗态实验作为对照实验(参见图4A)。
由图4(A)可见,空白实验中亚甲基蓝几乎没有降解,对实验的影响可以忽略。另外,暗态实验表明AgVO3/Ag3PO4-0.3异质结复合光催化剂因具有较大的比表面积而具有一定的吸附性能,但是对光催化反应的影响可以忽略。在可见光照下,AgVO3/Ag3PO4-0.3复合光催化剂显示出良好的光催化活性,光催化性能明显优于单体AgVO3和Ag3PO4,在25min反应时间内对亚甲基蓝的降解率可达到100%。因此,将具有良好可见光吸收性能和光催化活性的Ag3PO4与AgVO3复合形成异质结结构可使光生电子-空穴在复合材料表面有效分离,并提高了复合材料的可见光吸收性能和比表面积,增强了复合材料的可见光催化性能。
应用例2:
上述所得AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂应用于水体中,对有害微生物大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的可见光杀灭:
以500W氙灯作为光源,辅以滤光片滤掉紫外光,使其波长范围为420~760nm。以大肠杆菌(5.0×108cfu/mL)和金黄色葡萄球菌(5.0×108cfu/mL)评价AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的可见光催化杀菌性能:
首先准备细菌悬液,将大肠杆菌储存液接种到灭菌LB液体培养基中,然后将其置于37℃、150rpm的空气恒温摇床中,过夜培养。培养得到的细菌悬液离心后悬浮于0.01mol/LPBS(pH=7.4)缓冲液中,得到浓度为5.0×108cfu/mL的大肠杆菌悬液。金黄色葡萄球菌悬液的准备过程同上,得到浓度为5.0×108cfu/mL的金黄色葡萄球菌悬液。
光催化反应中取49.5mL灭菌0.01mol/LPBS(pH=7.4)缓冲液加入到50mL反应器中,然后分别在2个反应器中加入500μL大肠杆菌和金黄色葡萄球菌悬液,使反应液中细菌浓度为5.0×106cfu/mL,各加入50mg本发明制备的光催化剂。暗态吸附达到平衡后进行光催化反应,反应过程中间隔一定时间取样,通过平板计数法确定细菌的存活率和杀菌率。具体步骤为:取1.0mL反应液,用0.01mol/LPBS(pH=7.4)缓冲液按照系列稀释法依次稀释几个梯度,然后从不同稀释倍数的溶液中取100μL至已经准备好的LB固体培养基上,将菌液均匀地涂抹在LB培养基上。将LB培养基倒置,放入电热恒温培养箱中37℃培养24h,通过计数培养基上长出的菌落个数,以及相应的稀释倍数得出细菌浓度,以确定细菌的存活率和杀菌率。实验中每组实验均需平行测定3次,取平均值作为最后结果,空白实验和暗态实验作为对照实验(参见图4B)。
由图4(B)可见,在空白实验中两种细菌的数目几乎没有变化,表明可见光照的影响可以忽略;而在黑暗条件下,两种细菌的数目有一定减少,这是因为AgVO3/Ag3PO4-0.3异质结复合光催化剂中含有Ag元素,在水溶液中会有部分Ag+释放出来,Ag+也具有一定的杀菌性能,可以与细菌发生作用,导致细菌凋亡。而在可见光照下AgVO3/Ag3PO4-0.3异质结复合光催化剂显示出良好的光催化活性,光催化杀菌性能明显优于单体AgVO3和Ag3PO4,经过15min光照后对两种细菌的光催化杀菌率均可达到99.99%。因此,AgVO3/Ag3PO4-0.3异质结复合光催化剂具有极佳的光催化杀菌性能,可归因于Ag3PO4与AgVO3的复合形成异质结结构,加速了光生电子-空穴的分离,提高了复合材料的光催化活性。同时,AgVO3/Ag3PO4-0.3复合材料具有较大的比表面积和良好的可见光吸收性能,导致其可见光催化性能提高,具有良好的可见光催化杀菌性能和广谱杀菌性能,在光催化杀菌方面具有很好的应用前景。

Claims (10)

1.一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂,其特征在于:AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂由AgVO3和Ag3PO4组成;Ag3PO4纳米颗粒原位生长于AgVO3纳米带表面;其中,AgVO3与Ag3PO4的摩尔比为1:0.01~1。
2.一种权利要求1所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法,其特征在于:
(1)AgVO3纳米带的制备:将等摩尔量的NH4VO3和AgNO3分别溶解在超纯水中,分别得溶解液;然后将AgNO3溶解液逐滴加入到NH4VO3溶解液中得混合液,调节混合液pH至5~9,在室温下继续避光搅拌形成悬浮液,而后将悬浮液移高压反应釜中,放入电热恒温鼓风干燥箱中进行热处理,而后冷却至室温,经过抽滤、洗涤和干燥后可得到AgVO3纳米带;
(2)AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备:将步骤(1)中得到的AgVO3纳米带分散于超纯水中,得分散液;然后在磁力搅拌下逐滴加入含磷酸根的前躯体溶液,得混合液,调节混合液pH至5~9,在室温下继续避光搅拌,而后经抽滤、洗涤和干燥后可得到AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂。
3.根据权利要求2所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)和步骤(2)中调节混合液pH采用浓度为0.1~5.0mol/L的NH3·H2O或NaOH。
4.根据权利要求2所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)和步骤(2)中调节混合液pH值后在室温下继续避光搅拌2~10h。
5.根据权利要求3所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中分散采用超声分散10~60min,然后磁力搅拌10~60min。
6.根据权利要求2所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中含磷酸根的前躯体为Na3PO4或K3PO4,其中,加入的前驱体与AgVO3的物质的量之比为0.01~1:1。
7.根据权利要求2所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)和步骤(2)中干燥在真空条件下干燥,温度为50~80℃,干燥时间为3~12h。
8.一种权利要求1所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的应用,其特征在于:所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂作为水体中杀菌剂的应用。
9.一种权利要求1所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的应用,其特征在于:所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂在降解染料中的应用。
10.一种权利要求1所述的AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂的应用,其特征在于:所述AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂在水体净化中的应用。
CN201510789023.XA 2015-11-17 2015-11-17 一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用 Pending CN105289674A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510789023.XA CN105289674A (zh) 2015-11-17 2015-11-17 一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510789023.XA CN105289674A (zh) 2015-11-17 2015-11-17 一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105289674A true CN105289674A (zh) 2016-02-03

Family

ID=55187893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510789023.XA Pending CN105289674A (zh) 2015-11-17 2015-11-17 一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105289674A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105772047A (zh) * 2016-03-29 2016-07-20 徐州医学院 一种可见光催化剂Ag3PO4/AVO及其制备方法
CN106093003A (zh) * 2016-06-03 2016-11-09 通化师范学院 一种AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法
CN106861728A (zh) * 2016-12-28 2017-06-20 东北电力大学 一种磷酸银/溴化银复合光催化剂的制备方法
CN106975504A (zh) * 2017-03-30 2017-07-25 常州大学 一种偏钒酸银复合碳酸银光催化剂的制备方法
CN106984311A (zh) * 2017-03-30 2017-07-28 常州大学 一种偏钒酸银复合钨酸银光催化剂的制备方法
CN106984348A (zh) * 2017-03-30 2017-07-28 常州大学 一种偏钒酸银复合磷酸银光催化剂的制备方法
CN107051558A (zh) * 2017-03-30 2017-08-18 常州大学 一种钨酸银复合磷酸银光催化剂的制备方法
CN107737601A (zh) * 2017-09-08 2018-02-27 石家庄学院 ɑ‑AgVO3/氧化石墨烯/ Ag3PO4复合材料及其制备方法和应用
CN107744823A (zh) * 2017-09-26 2018-03-02 浙江工商大学 一种多金属氧酸盐基复合可见光催化剂的制备方法
CN108772080A (zh) * 2018-06-29 2018-11-09 台州职业技术学院 一种具有纳米异质结的一维纳米线复合光催化剂的制备方法
CN108927183A (zh) * 2018-07-09 2018-12-04 福建师范大学 一种异质结光催化剂、制备方法及其用途
CN109420497A (zh) * 2017-08-21 2019-03-05 中国科学院海洋研究所 一种InVO4-AgVO3异质结催化剂及其制备方法和应用
CN109107575B (zh) * 2018-10-31 2021-07-02 安徽师范大学 一种钨酸锌/钒酸银复合纳米材料、制备方法及其光催化应用
CN115490264A (zh) * 2022-09-15 2022-12-20 山东黄海科技创新研究院 钒酸银模拟酶制备方法及其抑菌应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102716758A (zh) * 2012-06-25 2012-10-10 武汉理工大学 复合可见光催化剂Ag3PO4与Zn3(PO4)2及其制备方法
CN102824921A (zh) * 2012-08-28 2012-12-19 湖南科技大学 一种Ag2S/Ag3PO4复合光催化剂的制备方法
CN104324740A (zh) * 2014-10-11 2015-02-04 武汉理工大学 花状MoS2负载Ag3PO4纳米球复合可见光催化剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102716758A (zh) * 2012-06-25 2012-10-10 武汉理工大学 复合可见光催化剂Ag3PO4与Zn3(PO4)2及其制备方法
CN102824921A (zh) * 2012-08-28 2012-12-19 湖南科技大学 一种Ag2S/Ag3PO4复合光催化剂的制备方法
CN104324740A (zh) * 2014-10-11 2015-02-04 武汉理工大学 花状MoS2负载Ag3PO4纳米球复合可见光催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUIDAN LU ET AL.: ""In-situ anion-exchange synthesis AgCl/AgVO3 hybrid nanoribbons with highly photocatalytic activity"", 《MATERIALS LETTERS》 *
XUE LIN ET AL.: ""Ag3PO4 quantum dots sensitized AgVO3 nanowires:A novel Ag3PO4/AgVO3 nanojunction with enhanced visible-light photocatalytic activity"", 《CATALYSIS COMMUNICATIONS》 *

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105772047A (zh) * 2016-03-29 2016-07-20 徐州医学院 一种可见光催化剂Ag3PO4/AVO及其制备方法
CN105772047B (zh) * 2016-03-29 2018-10-16 徐州医学院 一种可见光催化剂Ag3PO4/AVO及其制备方法
CN106093003A (zh) * 2016-06-03 2016-11-09 通化师范学院 一种AgVO3纳米带/Ag纳米粒子复合SERS基底的制备方法
CN106093003B (zh) * 2016-06-03 2020-01-17 通化师范学院 一种复合sers基底在检测孔雀石绿中的用途
CN106861728A (zh) * 2016-12-28 2017-06-20 东北电力大学 一种磷酸银/溴化银复合光催化剂的制备方法
CN106861728B (zh) * 2016-12-28 2019-07-09 东北电力大学 一种磷酸银/溴化银复合光催化剂的制备方法
CN106975504A (zh) * 2017-03-30 2017-07-25 常州大学 一种偏钒酸银复合碳酸银光催化剂的制备方法
CN106984311A (zh) * 2017-03-30 2017-07-28 常州大学 一种偏钒酸银复合钨酸银光催化剂的制备方法
CN106984348A (zh) * 2017-03-30 2017-07-28 常州大学 一种偏钒酸银复合磷酸银光催化剂的制备方法
CN107051558A (zh) * 2017-03-30 2017-08-18 常州大学 一种钨酸银复合磷酸银光催化剂的制备方法
CN109420497A (zh) * 2017-08-21 2019-03-05 中国科学院海洋研究所 一种InVO4-AgVO3异质结催化剂及其制备方法和应用
CN107737601A (zh) * 2017-09-08 2018-02-27 石家庄学院 ɑ‑AgVO3/氧化石墨烯/ Ag3PO4复合材料及其制备方法和应用
CN107744823B (zh) * 2017-09-26 2020-06-16 浙江工商大学 一种多金属氧酸盐基复合可见光催化剂的制备方法
CN107744823A (zh) * 2017-09-26 2018-03-02 浙江工商大学 一种多金属氧酸盐基复合可见光催化剂的制备方法
CN108772080A (zh) * 2018-06-29 2018-11-09 台州职业技术学院 一种具有纳米异质结的一维纳米线复合光催化剂的制备方法
CN108772080B (zh) * 2018-06-29 2020-12-01 台州职业技术学院 一种具有纳米异质结的一维纳米线复合光催化剂的制备方法
CN108927183A (zh) * 2018-07-09 2018-12-04 福建师范大学 一种异质结光催化剂、制备方法及其用途
CN109107575B (zh) * 2018-10-31 2021-07-02 安徽师范大学 一种钨酸锌/钒酸银复合纳米材料、制备方法及其光催化应用
CN115490264A (zh) * 2022-09-15 2022-12-20 山东黄海科技创新研究院 钒酸银模拟酶制备方法及其抑菌应用
CN115490264B (zh) * 2022-09-15 2023-10-20 山东黄海科技创新研究院 钒酸银模拟酶制备方法及其抑菌应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105289674A (zh) 一种AgVO3/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN105289673A (zh) 一种Bi2WO6/Ag3PO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN104549406B (zh) 一种g‑C3N4/铋系氧化物复合可见光催化剂及其制备方法与应用
Wu et al. Visible-light-driven photocatalytic bacterial inactivation and the mechanism of zinc oxysulfide under LED light irradiation
CN110180548A (zh) 一维氧化铟中空纳米管/二维铁酸锌纳米片异质结复合材料及其在去除水体污染物中的应用
CN104014326B (zh) 一种钒酸铋纳米棒高效光催化剂及其制备方法
CN103480399B (zh) 一种微纳结构磷酸银基复合可见光催化材料及其制备方法
CN105268438B (zh) 一种等离子体复合光催化剂及其制备方法和应用
CN106423224A (zh) 一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN105771980A (zh) 一种石墨烯/银/介孔二氧化钛纳米复合光催化剂及其制备工艺
CN113244961B (zh) 双金属CoCu-MOF可见光催化剂及其制备方法和应用
CN108686658B (zh) 一种C-QDs-Fe2O3/TiO2复合光催化剂及其制备方法
CN106334554A (zh) 一种在可见光下具有高效光催化活性的ZnO/Ag复合纳米光催化剂
CN111744503A (zh) 一种Z型异质结MoS2/Bi2WO6复合光催化剂及其制备方法和应用
CN106693994A (zh) 一种核壳结构硫化铋@硫化铜复合物微球的制备与应用
CN105457663A (zh) 一种Bi2WO6/Ag3PO4复合光催化杀菌剂及其制备方法
CN107149938A (zh) 一种基于g‑碳化氮和Ag3PO4的复合光催化剂制备方法及其产品
CN105214695A (zh) 一种Bi2WO6/BiOI异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN102125831B (zh) 介孔Bi2O3/TiO2纳米光催化剂的制备方法
CN108479756A (zh) 一种基于梧桐叶生物质碳基修饰的Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途
CN105597793A (zh) 一种光催化剂及其制备方法和应用
CN105457625A (zh) 一种Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
Fu et al. Construction of Z-scheme AgCl/BiOCl heterojunction with oxygen vacancies for improved pollutant degradation and bacterial inactivation
CN105432663A (zh) 一种Ag/AgVO3等离子体复合光催化杀菌剂及其制备方法和应用
CN105688948A (zh) 一种光催化剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160203