羟基磷灰石负载磷酸银光催化降解染料的研究

洪孝挺， 吴小辉， 张秋云， 肖铭烽

(华南师范大学化学与环境学院,环境理论化学省部共建教育部重点实验室，广东广州 510006)

羟基磷灰石负载磷酸银光催化降解染料的研究

洪孝挺*， 吴小辉， 张秋云， 肖铭烽

(华南师范大学化学与环境学院,环境理论化学省部共建教育部重点实验室，广东广州 510006)

采用溶液离子交换法成功制备了羟基磷灰石负载的Ag3PO4复合光催化剂 (Ag3PO4/HA). 采用XRD、TEM 对制备出的催化剂进行表征，研究了有光和无光条件下对亚甲基蓝的降解性能，结果表明，Ag3PO4/HA降解性能良好，对银离子的利用效率较纯Ag3PO4高， Ag3PO4/HA的投加剂量、银负载量以及亚甲基蓝溶液的质量浓度对光催化降解效果有影响.

羟基磷灰石； 磷酸银； 亚甲基蓝； 光催化

近年来，光催化技术在环境治理中受到密切关注. 在众多的光催化剂中，二氧化钛(TiO2)因其价廉、无毒、稳定性好、催化效率高、可再生循环利用等优点，成为目前研究的热点[1]. 然而，限制TiO2光催化技术的大规模工业化应用的因素是：纯TiO2光催化效率比较低；TiO2纳米颗粒易团聚，难以回收利用. 针对上述问题，对TiO2进行掺杂和负载是2种常用的方法和途径[2].此外，研究者充分考虑到锐钛矿型TiO2的禁带宽度较宽，需在<387 nm的紫外光激发下才能有光催化活性[3]，而太阳光中紫外光区的能量不到总能量的5%，能量较低的可见光占总能量大部分.2009年，WANG等[4]首次报道了新型可见光催化剂C3N4. 随后，YI等[5]发现一种新的半导体光催化剂Ag3PO4，其带隙能为2.55 eV，可吸收波长<530 nm的光. 在可见光照射下，它对有机污染物进行迅速降解. 同年，研究者在利用羟基磷灰石负载银离子时,发现在载体上得到了银离子和磷酸根结合的磷酸银纳米颗粒，然而未进一步对该复合材料的光催化性能进行研究[6]. 本文利用溶液离子交换法，通过将羟基磷灰石粉末加入硝酸银溶液中浸渍，制备负载羟基磷灰石负载的Ag3PO4(Ag3PO4/HA)复合纳米光催化剂，以亚甲基兰为降解对象，利用中心波长为365 nm的探测光源，研究了其催化活性，对染料废水的脱色和无害化处理具有重要意义.

1 实验部分

1.1试剂与仪器

德国Bruker D8型X射线衍射仪，辐射源为Cu Kα，扫描速度为0.2°/s. 日本JEOL 2100透射电子显微镜，加速电压为200 kV. 硝酸银、磷酸二氢钠、氢氧化钙、无水乙醇、磷酸二氢铵、亚甲基兰均为分析纯. 光源为飞利浦125 W高压汞灯(波长范围：350～450 nm；主波长：365 nm).

1.2光催化剂的制备

1.2.1 羟基磷灰石载体的制备 羟基磷灰石的制备参考HAMMARL等[7]的方法制备：(1)将14.96 g的Ca(OH)2溶解到200 mL体积比为1∶1的H2O/EtOH，然后在室温搅拌3 h；……