一種製備滷化銀光催化材料的電化學方法
2023-05-27 17:25:41 1
專利名稱：一種製備滷化銀光催化材料的電化學方法
技術領域：
本發明涉及一種滷化銀和滷化銀複合光催化材料的製備方法，具體涉及滷化銀和滷化銀複合材料在銀電極表面的陽極電解合成、滷化銀和滷化銀複合材料從電極表面的脫離、滷化銀和滷化銀複合材料的回收等過程。
背景技術：
眾所周知，滷化銀是一種很好的感光材料，廣泛地應用於照相和電影等行業中。近年來，滷化銀材料的光催化，特別是可見光催化性能吸引了眾多研究者的目光。催化材料，或者說催化劑材料的性能，在材料確定後，在很大程度上取決於其結構、顆粒尺寸等性質，而後者可以通過合成過程中的參數控制來實現，因此，合成方法和合成過程中的各個參數對於催化劑材料的性能具有重要的影響。目前已有的製備滷化銀或其複合材料的工作主要集中在利用AgNO3等作為Ag+離子的來源，與對應的滷離子反應形成的，另一方面，目前這些方法主要集中在溼化學法。電化學是一種簡單、方便的合成材料的有效方法，通過控制電壓或電流，可以很好地對合成材料的尺寸，甚至是形貌進行很好的調控，然而，目前有關利用電化學法製備滷化銀(可見)光催化材料的工作未見報導。
發明內容
針對上述不足，本發明採用電化學陽極電解的方法，以單獨溶有不同滷鹽(或氫滷酸)的水溶液作為電解液，或者以同時分散有氧化石墨烯、還原石墨烯、聚吡咯、碳納米管的滷鹽(或氫滷酸)的水溶液作為電解液，或者以同時溶有支持電解質鹽和含滷素的季銨鹽作為電解液，在銀極表面合成滷化銀或滷化銀複合材料，在超聲作用下，得到對應的催化劑粉末材料。本發明的技術解決方案和步驟如下(1)分別選取滷鹽(氯鹽、溴鹽或碘鹽)或氫滷酸(鹽酸或氫溴酸)，或者選取含滷素的季銨鹽並將其溶解在二次蒸餾水中，從而得到對應的滷素離子水溶液；將氧化石墨烯、 還原石墨烯、聚吡咯、碳納米管粉末加入到上述滷素離子的水溶液中，即可得到對應的含功能性材料的滷素離子水溶液；(2)選用銀片作為工作電極，銀絲作為對電極，銀/氯化銀電極作為參比電極，選取(1)中水溶液作為電解液，採用三電極體系進行電解；(3)滷化銀從電極表面的脫落收集可以與電解同步進行(超聲電解過程)，也可以在電解結束後進行(電解後進行超聲)。(4)過濾並清洗滷化銀或滷化銀複合材料，乾燥後，黑暗狀態下保存待用。本發明的製備方法簡單，更容易控制，得到的滷化銀和滷化銀複合材料具有優異的(可見)催化活性。
圖1利用電化學方法製備的AgBr粉末對於甲基橙的光催化降解特性。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明的保護範圍並不限於此。實施例1配置0. 5M的KBr溶液，並將其作為電解液，分別以銀片、銀/氯化銀、銀絲作為工作電極、參比電極和對電極，進行電解。其中電極電位控制在3. 2V，電解結束後，將沉積有溴化銀的銀片置於盛有二次蒸餾水的燒杯中，放在超聲清洗槽中，超聲直至銀片表面完全轉變為銀白色。取出銀片，過濾、清洗並乾燥得到的溴化銀。稱取0.09g溴化銀粉末，加入到15ml的甲基橙溶液中，在可見光下進行輻照15分鐘，甲基橙完全降解，重複10次，該催化劑仍然具有穩定的光催化降解性能，圖1中給出了該催化劑降解甲基橙溶液10個循環的數據。實施例2配置2. OM的NaCl溶液，然後將氧化石墨烯分散到該溶液中，並將該複合溶液作為電解液，分別以銀片、銀/氯化銀、銀絲作為工作電極、參比電極和對電極，進行電解。其中電極電位控制在3. 0V,電解過程中同步施加超聲。電解結束後，過濾、清洗並乾燥得到的氯化銀/氧化石墨烯複合材料，黑暗中保存待用。實施例3配置1. OM的KI溶液，然後將聚吡咯分散到該溶液中，並將該複合溶液作為電解液，分別以銀片、銀/氯化銀、銀絲作為工作電極、參比電極和對電極，進行電解。其中電極電位控制在2. 0V,電解過程中同步施加超聲。電解結束後，過濾、清洗並乾燥得到的碘化銀 /聚吡咯複合材料，黑暗乾燥環境中保存待用。實施例4配置0. IM的十六烷基三甲基溴化銨，然後將碳納米管分散到該溶液中，並將該複合溶液作為電解液，分別以銀片、銀/氯化銀、銀絲作為工作電極、參比電極和對電極，進行電解。其中電極電位控制在5. 0V。電解結束後，將沉積有溴化銀/碳納米管的銀片置於盛有二次蒸餾水的燒杯中，放在超聲清洗槽中，超聲直至銀片表面完全轉變為銀白色。取出銀片，過濾、清洗並乾燥得到的溴化銀/碳納米管複合材料，黑暗中保存待用。實施例5配置0. 2M的雙辛基二甲基氯化銨，然後將還原石墨烯分散到該溶液中，並將該複合溶液作為電解液，分別以銀片、銀/氯化銀、銀絲作為工作電極、參比電極和對電極，進行電解。其中電極電位控制在4. 5V，電解過程中同步施加超聲。電解結束後，過濾、清洗並乾燥得到的溴化銀/碳納米管複合材料，黑暗中保存待用。實施例6配置1. 5M的NaCl溶液，並將其作為電解液，分別以銀片、銀/氯化銀、銀絲作為工作電極、參比電極和對電極，進行電解，其中電極電位控制在1.0V，電解過程中同步施加超聲。電解結束後，過濾、清洗並乾燥得到的氯化銀材料，黑暗中保存待用。
權利要求
1.一種製備滷化銀和滷化銀複合材料的方法，其特徵在於包括如下步驟(1)稱量滷鹽或氫滷酸，並將其在二次蒸餾水中溶解，從而得到對應的滷素離子的水溶液；或稱取含滷離子的季銨鹽，並將其在二次蒸餾水中溶解，從而得到對應的滷素離子的水溶液；(2)選用功能性粉末，並將其分散到(1)中的水溶液中，其中，功能性的粉末為氧化石墨烯、還原石墨烯、碳納米管、聚吡咯中的一種；(3)選用銀片作為工作電極，銀絲作為對電極，銀/氯化銀電極作為參比電極，並選用 ⑴或(2)中的水溶液作為電解液，進行電解；(4)電解結束後，取出工作電極，放入二次蒸餾水的容器中進行超聲處理，直至表面的滷化銀全部脫落進入水中；或將電解池放在超聲裝置中，在電解過程中，對工作電極進行超聲，電解和超聲同步進行；(5)過濾並清洗製得的滷化銀或滷化銀複合材料，乾燥後，黑暗狀態下保存待用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，滷鹽為氯化鈉、氯化鉀、溴化鈉、溴化鉀、 碘化鈉或碘化鉀中的一種；氫滷酸為鹽酸或氫溴酸；季銨鹽為含有不同烷基鏈長的氯鹽、 溴鹽或碘鹽中的一種。水溶液中滷離子的濃度控制在0. 1-2. 0M。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，滷化銀為氯化銀(AgCl)、溴化銀(AgBr) 和碘化銀(AgI)中的一種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，電解時電極電位控制在0.5-5. OV範圍。
全文摘要
本發明公開了一種製備(可見)光催化用的滷化銀和滷化銀複合光催化劑的方法。通過在含有不同滷鹽(或氫滷酸)，或者含滷素的季銨鹽的水溶液中，採用銀電極進行陽極電解，得到各種滷化銀材料(氯化銀、溴化銀、碘化銀)；通過在含有不同滷鹽(或氫滷酸)的水溶液中分散氧化石墨烯、還原石墨烯、聚吡咯、碳納米管等功能性粉末材料，採用銀電極進行陽極電解，得到各種滷化銀複合材料。結合電解過程或電解後的超聲作用，得到滷化銀或滷化銀複合材料的粉末。這些粉末材料具有良好的(可見)光催化降解有機物性能。該方法過程簡單，易於控制和實現。
文檔編號C02F1/30GK102335620SQ201110190428
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者蘭永煥, 徐雲龍, 董建波, 趙崇軍, 錢秀珍 申請人:華東理工大學