首页 / 专利库 / 化学反应,工艺和试剂 / 阳极氧化 / 可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法

可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法

阅读:2发布:2021-12-04

专利汇可以提供可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种可见光活性的Ag/AgCl/TiO2 纳米管 阵列 等离子体 光催化剂及其制备方法。该光催化剂中TiO2纳米管孔径为90-120nm,管壁厚为10-20nm,管长为500-600nm,TiO2纳米管内Ag/AgCl的粒径为10-30nm。制备方法是先将金属 钛 片在氟化钠和 磷酸 溶液中 阳极 氧 化 ,在钛片表面生成非晶态TiO2纳米管阵列,再将其 煅烧 ,使非晶态相转化为锐钛矿相。然后将锐钛矿TiO2纳米管阵列依次浸泡于HCl和AgNO3溶液中,使AgCl纳米颗粒沉积在TiO2纳米管管壁上,生成AgCl/TiO2纳米管阵列,再用紫外光照射AgCl/TiO2纳米管阵列,使AgCl颗粒表面的部分Ag+还原为金属 银 ,即得Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列。所获得的光催化剂可见光光催化活性高。本方法制备成本低、环境友好、操作简单。该 发明 方法还可以用于制备其它Ag/卤化银/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂。,下面是可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1、一种具有可见光活性的等离子体光催化剂,其特征在于该光催化剂为 Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂,催化剂中TiO2纳米管孔径为90- 120nm,管壁厚为10-20nm,管长为500-600nm,TiO2纳米管内Ag/AgCl的粒 径为10-30nm。
2、一种可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备方 法,其特征在于:先依次在HCl和AgNO3溶液中浸泡阳极化生成的TiO2纳米 管阵列,使AgCl纳米颗粒沉积在TiO2纳米管管壁上,生成AgCl/TiO2纳米管阵 列,再用紫外光照射使AgCl纳米颗粒表面的部分Ag+还原成金属,即得 Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂,方法步骤依次为:
第1、以铂片为阴极片为阳极,以氟化钠和磷酸溶液为电解液,外加电 压阳极氧化钛片,在钛片表面生成非晶态TiO2纳米管阵列;
第2、将非晶态TiO2纳米管阵列置入弗炉中煅烧,生成锐钛矿相TiO2纳米 管阵列;
第3、将锐钛矿相TiO2纳米管阵列先浸泡在HCl溶液中,取出后再浸泡在 AgNO3溶液中,产生的纳米AgCl颗粒沉积在TiO2纳米管管壁上,再取出后室温 干燥,即得AgCl/TiO2阵列;
第4、用紫外光照射AgCl/TiO2阵列,AgCl纳米颗粒表面的部分Ag+被还原 成金属银,即得Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂。
3、如权利要求2所述的可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光 催化剂的制备方法,其特征在于:在250毫升的聚四氟乙烯烧杯中,配制150毫 升浓度为0.1-1摩尔/升的磷酸和0.02-0.2摩尔/升的氟化钠的电解液,以铂片为阴 极,钛片为阳极,在5-40V的电压下阳极氧化钛片0.5-5小时,在钛片表面生成 非晶态TiO2纳米管阵列。
4、如权利要求2所述的可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光 催化剂的制备方法,其特征在于:在250毫升的聚四氟乙烯烧杯中,配制150毫 升浓度为0.2-0.8摩尔/升的磷酸和0.06-0.18摩尔/升的氟化钠的电解液,以铂片 为阴极,钛片为阳极,在15-25V的电压下阳极氧化钛片0.5-1.5小时,在钛片表 面生成非晶态TiO2纳米管阵列。
5、如权利要求2所述的可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光 催化剂的制备方法,其特征在于:第步2中将非晶态TiO2纳米管阵列置入马弗炉 中在300-600℃下煅烧1-5小时。
6、如权利要求2-5所述的任一项可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等 离子体光催化剂的制备方法,其特征在于,将所述的锐钛矿相TiO2纳米管阵列依 次浸泡于0.5-2摩尔/升的HCl溶液中和0.05-0.3摩尔/升的AgNO3溶液中分别5-60 分钟,产生的AgCl纳米颗粒沉积在TiO2纳米管管壁上,生成AgCl/TiO2纳米管 阵列。
7、如权利要求2-5所述的任一项可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等 离子体光催化剂的制备方法,其特征在于,用紫外光照射AgCl/TiO2阵列10分钟, AgCl纳米颗粒表面的部分Ag+还原成金属银,即得具有可见光活性的 Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂。

说明书全文

技术领域

发明涉及可见光活性的Ag/卤化/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方 法,具体涉及可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法

技术背景

近年来,在Ti基体上用电化学阳极化法制得的TiO2纳米管阵列具有比表面积高,纳 米管尺寸可控,阵列层与基体结合强度高等优点,且有多种潜在的应用,如气敏传感器件、 光解制氢材料、光催化剂、太阳能电池生物材料等,因而阳极氧化法制备TiO2纳米管 阵列备受关注。

二氧化因为具有氧化能强、无毒、廉价和光化学稳定等优点,是广泛应用于环境 治理的最好的光催化剂之一。由于锐钛矿的禁带宽度为3.2eV,仅对波长小于387.5nm的紫 外光有响应,但是太阳光中紫外光仅占4%,这就严重阻碍了TiO2光催化材料的推广及应用。 所以从实际应用和商业的度出发,必须提高TiO2的可见光光催化活性。

纳米贵金属由于具有很强的可见光等离子体吸收效应,已被广泛应用于比色传感器、 光伏器件、光致变色器件和光催化等方面。用等离子光化学反应和光热反应制备的Ag纳 米棱柱和Au纳米棒已用于可逆的和不可逆的光成像。特别是银纳米粒子在可见光区表现 出有效的等离子响应,这一特点已用于光催化。最近,有人用Ag2MoO4与HCl反应制备 了AgCl粉末,再将AgCl表面的Ag+还原成金属银,得到Ag@AgCl等离子体光催化剂。 Ag@AgCl具有很高的等离子可见光吸收效应,是一种可见光活性很高的和很稳定的光催 化剂。

专利提出了一种制备高可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂 的有效方法,即先依次在HCl和AgNO3溶液中浸泡TiO2纳米管阵列,AgCl纳米粒子沉积 在TiO2纳米管管壁上,然后用紫外光照射AgCl/TiO2纳米管阵列,AgCl粒子表面的部分 Ag+被还原成金属Ag,即得Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂。纳米银具有很强 的表面等离子效应,Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列是一种高可见光活性的等离子体光催化剂。

发明内容

本发明的一个目的是根据目前国内外的研究现状,考虑到TiO2纳米管阵列具有高比表 面积,但无可见光光催化活性,而纳米银具有很强的可见光等离子体吸收效应,提供一种 具有可见光活性的新型等离子体光催化剂,即可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离 子体光催化剂。
本发明的另一个目的提供一种可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化 剂的制备方法。该方法操作简单,环境友好、成本低。
实现本发明目的的技术方案是:
一种可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂,该光催化剂中TiO2 纳米管孔径为90-120nm,管壁厚为10-20nm,管长为500-600nm,TiO2纳米管内Ag/AgCl 的粒径为10-30nm。
一种可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备方法,其特征 在于:先依次在HCl和AgNO3溶液中浸泡阳极氧化生成的TiO2纳米管阵列,使AgCl纳 米颗粒沉积在TiO2纳米管管壁上,生成AgCl/TiO2纳米管阵列,然后用紫外光照射 AgCl/TiO2纳米管阵列,使AgCl纳米颗粒表面的部分Ag+还原成金属Ag,即得Ag/AgCl/TiO2 纳米管阵列等离子体光催化剂,方法步骤依次为:
第1、以铂片为阴极,钛片为阳极,以氟化钠和磷酸溶液为电解液,外加电压阳极氧 化钛片,在钛片表面生成非晶态TiO2纳米管阵列;
第2、将非晶态TiO2纳米管阵列置入弗炉中煅烧,生成锐钛矿相TiO2纳米管阵列;
第3、将锐钛矿相TiO2纳米管阵列先浸泡在HCl溶液中,取出后再浸泡在AgNO3溶 液中,产生的纳米AgCl颗粒沉积在TiO2纳米管管壁上,再取出后室温干燥,即得AgCl/TiO2 阵列;
第4、用紫外光照射AgCl/TiO2阵列,AgCl纳米颗粒表面的部分Ag+被还原成金属银, 即得Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂。
所述的可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备方法是:在 250毫升的聚四氟乙烯烧杯中,配制150毫升浓度为0.1-1摩尔/升的磷酸和0.02-0.2摩尔/ 升的氟化钠的电解液,以铂片为阴极,钛片为阳极,在5-40V的电压下阳极氧化钛片0.5-5 小时,在钛片表面生成非晶态TiO2纳米管阵列;优选条件是在250毫升的聚四氟乙烯烧杯 中,配制150毫升浓度为0.2-0.8摩尔/升的磷酸和0.06-0.18摩尔/升的氟化钠的电解液, 以铂片为阴极,钛片为阳极,在15-25V的电压下阳极氧化钛片0.5-1.5小时,在钛片表面 生成非晶态TiO2纳米管阵列;
将非晶态TiO2纳米管阵列置入马弗炉中,在300-600℃下煅烧1-5小时将非晶态转变 为锐钛矿相;再将锐钛矿相TiO2纳米管阵列浸泡在0.5-2摩尔/升的HCl溶液中,由于二氧 化钛的等电点是6.25,在酸性的HCl溶液中,TiO2纳米管管壁表面带正电荷,将吸附带负 电的Cl-,5-60分钟后,将阵列从HCl溶液中取出,再浸泡在0.05-0.3摩尔/升的AgNO3溶 液中,TiO2纳米管管壁表面吸附的Cl-与Ag+反应生成AgCl纳米颗粒,5-60分钟后取出, 室温下干燥即得AgCl/TiO2纳米管阵列;然后用紫外光照射AgCl/TiO2阵列10分钟,AgCl 颗粒表面的Ag+被还原成金属Ag,即得具有可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离 子体光催化剂。
本发明所说的制备可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的方法, 除可以用于制备Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列外,还可以用于制备其他可见光活性的Ag/卤化 银/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂如:Ag/AgBr/TiO2、Ag/AgI/TiO2纳米管阵列等。
所制备的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的可见光光催化活性是通过可见光光催化降解溶 液中的甲基橙进行表征的。实验过程如下:Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的光催化降解甲基橙 的试验是在一个20mL的矩形容器中进行的,甲基橙的起始浓度为1×10-5M。以300W 的氙灯为光源,用滤光片滤掉波长400nm以下的紫外光,用可见光光度计(FZ-A型,北 师大光电子仪器厂制造)测定照射到样品表面的可见光强度,其强度为25mW/cm2。实验 时将2cm×2cm的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列置于容器底部,容器中加入15mL甲基橙溶 液,将容器置于距光源10em处,且使光束垂直于样品照射,每光照10分钟后检测一次溶 液中甲基橙的浓度,甲基橙的浓度变化由紫外可见光谱仪(UV-2550)测定。
Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的微结构的表征方法为:在Cu靶Kα为X-射线源、扫描速 率为0.05°s-1的X-射线衍射仪(HZG41/B-PC型)上得到的X-射线衍射(XRD)谱图来确定晶 相和晶粒尺寸。用场发射扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察纳米管阵列的形貌和颗 粒尺寸大小。观察TEM所需样品的制备方法是:首先将钛片表面的纳米管阵列刮下,将 刮下的阵列超声分散到无水乙醇中,然后将分散液滴加到炭-复合网上。
用紫外可见光谱仪(UV-2550)测定样品的紫外可见漫反射吸收谱,从而确定 Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的可见光等离子体吸收峰。
用对苯二甲酸方法测定光催化反应过程中的羟基自由基(·OH),对苯二甲酸与羟基自 由基(·OH)反应生成高荧光产物2-羟基对苯二甲酸,在315nm的激发光照射下,2-羟 基对苯二甲酸在425nm处能产生荧光峰。故以对苯二甲酸为探针分子,通过荧光光谱仪 (Hitachi F-7000)检测2-羟基对苯二甲酸,即可得到光催化过程中产生的·OH的量。具体 方法是:与光催化降解甲基橙实验类似,在20mL的容器中,加入15mL5×10-4摩尔/ 升对苯二甲酸和2×10-3摩尔/升NaOH的混合溶液,将Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列置入容 器底部,用滤掉紫外光的氙灯垂直照射,每光照10分钟后测定一次溶液的荧光光谱,荧光 峰强度与·OH的量成正比。
附图说明
图1锐钛矿TiO2纳米管阵列的扫描电镜照片
图2AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列的扫描电镜照片
图3锐钛矿TiO2,纳米管阵列的透射电镜照片
图4AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列的透射电镜照片
图5不同纳米管阵列的XRD图(a:锐钛矿TiO2,b:AgCl/锐钛矿TiO2,c:Ag/AgCl/ 锐钛矿TiO2)
图6不同纳米管阵列的紫外可见漫反射吸收光谱(b:AgCl/锐钛矿TiO2,c:Ag/AgCl/ 锐钛矿TiO2)
图7不同纳米管阵列的可见光降解甲基橙的光催化活性(a:锐钛矿TiO2,d:N-锐钛 矿TiO2,e:Ag/AgCl/非晶态TiO2,c:Ag/AgCl/锐钛矿TiO2)曲线
图8Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的可见光光催化机理
图9不同光照时间下,置入Ag/AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列的对苯二甲酸的性溶 液在可见光光照后的荧光光谱;
图10可见光光照30分钟后,置入不同阵列的对苯二甲酸的碱性溶液的荧光光谱(a: 锐钛矿TiO2,f:AgCl/非晶态TiO2,e:Ag/AgCl/非晶态TiO2,b:AgCl/锐钛矿TiO2,c: Ag/AgCl/锐钛矿TiO2)。

具体实施方式

实施例1:
为制备可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂,钛片要先阳极氧化 在表面生成非晶态TiO2阵列,再将非晶态TiO2煅烧转变为锐钛矿,然后在锐钛矿相TiO2 阵列纳米管管壁上沉积Ag/AgCl颗粒。详细的实验过程如下:在250毫升的聚四氟乙烯烧 杯中,配制150毫升浓度为0.5摩尔/升的磷酸和0.14摩尔/升的氟化钠的电解液,以铂片 为阴极,钛片为阳极,在20V的电压下阳极氧化1小时,在钛片表面生成非晶态TiO2纳 米管阵列。将非晶态TiO2纳米管阵列置入马弗炉中,在450℃下煅烧2小时,非晶态即转 变为锐钛矿。将锐钛矿相TiO2纳米管阵列浸泡在1摩尔/升的HCl溶液中,由于二氧化钛 的等电点是6.25,在酸性的HCl溶液中,TiO2纳米管管壁表面带正电荷,会吸附带负电的 Cl-,30分钟后,将阵列从HCl溶液中取出,再浸泡在0.1摩尔/升的AgNO3溶液中,TiO2 纳米管管壁表面吸附的Cl-与Ag+反应生成AgCl纳米颗粒,反应30分钟后取出,室温干燥 即得AgCl/TiO2纳米管阵列。再用紫外光照射AgCl/TiO2阵列10分钟,AgCl颗粒表面的部 分Ag+还原成金属银,即得可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂。
图1给出了锐钛矿TiO2纳米管阵列的扫描电镜图,图2给出了AgCl/锐钛矿TiO2纳米 管阵列的扫描电镜图。从图1可看出,TiO2纳米管孔径约120nm,孔壁厚约10nm,阵列 厚度约550nm。从图2可看出,在TiO2纳米管阵列表面分布有AgCl纳米颗粒。
图3给出了锐钛矿TiO2纳米管阵列的透射电镜图,图4给出了AgCl/锐钛矿TiO2纳米 管阵列透射电镜图,从图3、4中可看出,在TiO2纳米管管壁表面都分布有AgCl纳米颗粒。
用XRD来表征所制备样品的相结构。不同纳米管阵列的XRD图谱如图5所示。从图 5中可以看出所有样品都出现了锐钛矿相(JCPDS No.21-1272)和钛金属相(JCPDS No. 44-1294),在图中分别用A和T标出。TiO2阵列在HCl和AgNO3溶液中浸泡后,XRD图 上出现了晶胞参数(JCPDS file No:31-1238)的AgCl的立方相,图中用C标 出,根据Scherrer方程计算出来的AgCl粒径约为20nm,说明AgCl纳米颗粒已沉积在纳 米TiO2管壁上。用紫外光照射AgCl/TiO2阵列后,XRD上出现了金属银的衍射峰(JCPDS file No:65-2871),图中用S标出,根据Scherrer方程计算,粒径约为3.5nm,表明经过紫 外光照射后AgCl表面的部分Ag+已被还原成了纳米金属银。
图6给出了Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的紫外可见漫反射吸收光谱,与AgCl/TiO2阵列 比较,Ag/AgCl/锐钛矿TiO2阵列的吸收光谱在442nm处出现了一个很强的可见光等离子 体吸收峰,该峰是由于纳米银的等离子体吸收产生的,这进一步表明经过紫外光照射后, AgCl表面的部分Ag+被还原成了纳米金属银。
图7给出了不同阵列样品的可见光光催化活性,C0和C分别是甲基橙的初始和反应过 程中的浓度。从图中可看出锐钛矿TiO2纳米管阵列对甲基橙没有降解,说明TiO2纳米管 阵列没有可见光催化活性。氮掺杂TiO2纳米管阵列、Ag/AgCl/非晶态TiO2纳米管阵列和 Ag/AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列在可见光照射下能降解甲基橙,降解速率常数分别为 0.015、0.025和0.051,说明这三种样品都有可见光活性,Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的可见 光活性远强于氮掺杂TiO2纳米管阵列的活性。Ag/AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列的可见光 催化活性比Ag/AgCl/非晶态TiO2纳米管阵列强。
图8给出了Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列的可见光光催化反应机理。光催化过程中,由于 等离子体效应,Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列中的纳米银吸收可见光,激发产生电子-空穴对, 激发的电子再注入到二氧化钛的导带中,然后这些导带中的电子将与溶液中无处不在的氧 分子反应生成超氧自由基(O2-),O2-再与质子反应生成·OOH,然后·OOH与电子结合生成 H2O2,最后反应生成·OH。催化过程中产生的这些自由基和H2O2都有很强的活性,能氧化 降解甲基橙。同时,由于在前面用紫外光光照诱导Ag+还原时,AgCl表面因残留有Cl-而 带有负电荷,光催化过程中光激发产生的带正电的空穴会传到AgCl粒子表面并将Cl-氧化 成Cl0(同时Ag+被还原成Ag0),氯原子是活性很强的自由基,也能氧化甲基橙,同时再 被还原成Cl-,这样Ag内米粒子也能再生,Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列能保持稳定的可见光 催化活性。主要的光催化反应步骤如下:
Ag-NPs+hv→Ag-NPs*                                        (1)
Ag-NPs*+TiO2→Ag-NPs+·+TiO2(e)                              (2)
TiO2(e)+O2→TiO2+O2-·                                       (3)
O2-·+H+→·OOH                                              (4)
·OOH+TiO2(e)+H+→H2O2                                     (5)
H2O2+TiO2(e)→·OH+OH-                                     (6)
Ag-NPs+·+Cl-→Ag-NPs+Cl0                                    (7)
有机污染物+Cl0(or·OH or O2-·or H2O2)→降解活矿化的产物     (8)
图9、图10是置入不同阵列的对苯二甲酸的碱性溶液的荧光光谱图。从图9中可看出, 在5×10-4摩尔/升对苯二甲酸和2×10-3摩尔/升NaOH混合溶液中,随着可见光光照时 间的增加,置入了Ag/AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列的溶液的荧光吸收峰峰值升高。当没 有光照或没有Ag/AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列时,溶液不产生荧光吸收峰,由于荧光光 谱值与·OH的量成正比,这表明Ag/AgCl/锐钛矿TiO2纳米管阵列在可见光光催化过程中产 生了·OH,验证了上面提出的光催化机理。同时从图10中也可看出,可见光光照相同时间 下置入了锐钛矿TiO2、AgCl/非晶态TiO2和AgCl/锐钛矿TiO2阵列的的溶液荧光吸收峰峰 值极低,说明在可将光光照下,这些样品没有产生·OH,而置入了Ag/AgCl/非晶态TiO2和 Ag/AgCl/锐钛矿TiO2阵列的溶液的有较大荧光吸收峰,说明这些样品在可见光照射下产生 了较多的·OH,更进一步论证了上面的反应机理,且Ag/AgCl/锐钛矿TiO2阵列产生的·OH 比Ag/AgCl/非晶态TiO2的更多,对应图6的光催化降解实验,Ag/AgCl/锐钛矿TiO2较 Ag/AgCl/非晶态TiO2有更强的可见光光催化活性,这是因为非晶态TiO2有太多的缺陷, 光激发的电子与空穴容易复合,与氧气结合反应生成的O2-·的电子也减少,随后的光催化 过程中的各种自由基(·OOH,·OH)和H2O2也减少,故可见光光照后,置入Ag/AgCl/非 晶态TiO2的对苯二甲酸溶液的荧光强度低于Ag/AgCl/锐钛矿TiO2的荧光强度,Ag/AgCl/ 非晶态TiO2的可见光光催化活性也低于Ag/AgCl/锐钛矿TiO2的可见光光催化活性,进一 步证明了上面提出的可见光光催化机理。
实施例2:
为了证明纳米银、AgCl和TiO2阵列在Ag/AgCl/TiO2等离子光催化剂中的协同作用和 Ag/AgCl/TiO2的可见光等离子体光催化机理,比较了不同纳米管阵列的可见光光催化活性 (见表1)。结果表明,单独的TiO2阵列、AgCl/TiO2阵列没有可见光光催化活性,Ag/TiO2 阵列在可见光光照开始时有较弱的活性,随着光照时间的增加,活性逐渐消失,而 Ag/AgCl/TiO2阵列具有较强的可见光光催化活性。这说明Ag/AgCl/TiO2等离子体光催化剂 的活性是纳米银、AgCl和TiO2阵列协同作用的结果。Ag/TiO2在光照开始时具有活性,是 因为纳米银的等离子体可见光吸收效应,在可见光激发下,纳米银产生电子-空穴对,从 而产生光催化活性,由于没有Cl-还原空穴(Ag+),纳米银不能再生,Ag+逐渐溶解到溶液 中,故随着光照时间增加,活性消失。这也进一步验证了前面提出的可见光光催化机理。
实施例3:
为了检验HCl浓度对样品光催化活性的影响,除HCl浓度不同外,其它反应条件如: 阳极氧化电压(20V)、氧化时间(1小时)、煅烧温度(450℃)、煅烧时间(2小时)、AgNO3 浓度(0.1摩尔/升)等均与实施例1完全相同。结果表明,当HCl浓度在0.5-2摩尔/升的 范围时,所制备的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列具有好的光催化活性。实验中发现最佳HCl 浓度为0.8-1.2摩尔/升。
实施例4:
为了检验AgNO3浓度对样品光催化活性的影响,除AgNO3浓度不同外,其它反应条 件如:阳极氧化电压(20V)、氧化时间(1小时)、煅烧温度(450℃)、煅烧时间(2小时)、 HCl浓度(1摩尔/升)等均与实施例1完全相同。结果表明,当AgNO3浓度在0.05-0.3摩 尔/升范围时,所制备的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列具有好的光催化活性。实验中发现最佳 AgNO3浓度为0.08-0.15摩尔/升。
实施例5:
为了检验在HCl和AgNO3溶液中浸泡时间对样品光催化活性的影响,除浸泡时间不 同外,其它反应条件如:阳极氧化电压(20V)、氧化时间(1小时)、煅烧温度(450℃)、 煅烧时间(2小时)、HCl浓度(1摩尔/升)、AgNO3浓度(0.1摩尔/升)等均与实施例1 完全相同。结果表明,在浸泡时间5-60分钟的范围内,所制备的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵 列具有好的光催化活性。实验中发现最佳浸泡时间为20-40分钟。
表1不同阵列的制备条件和可见光催化活性
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈