膨润土负载磷钨酸银催化剂

当前,伴随工业技术的飞速发展,人类赖以生存的水资源均受到不同程度的污染,水资源污染已经成为世界各国面临的亟待解决的问题。水中的污染物,特别是有毒有机污染物的存在,不仅造成环境污染、生态破坏,而且严重危害人类健康。这些有机污染物包括多环芳烃、多氯联苯、农药、环境干扰素、染料等。

磷钨酸银因其吸收可见光、催化活性高、价廉、无毒等优点而倍受关注。此外,磷钨酸银由于具有杂多酸的Keggin结构而具有特别高的稳定性。然而,低转换效率限制了其大规模的环境应用。

膨润土负载磷钨酸银催化剂图片

影响磷钨酸银光催化效率的因素主要包括光的利用效率、光生电子-空穴的利用效率、稳定性等,而这些因素又极大地依赖于磷钨酸银自身的性质,如晶体结构、比表面积、形貌结构等。研究认为,合成同时具有较大比表面积、较高结晶度和高稳定性的空心结构磷钨酸银将有利于提高光催化效率,这需要另一种物质的加入。

膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩,是一种常见催化剂载体,但其一般负载机理是通过阳离子交换,将催化活性物质交换到膨润土层间,磷酸银属于固体盐,难以直接植入到膨润土层间。

为了实现这一目标,有学者提供一种膨润土负载磷钨酸银催化剂的制备方法,方法内容包括:

1)称取2~2.4mmol硝酸银,配置成10~15mmol/L溶液,向该溶液中滴加稀氨水,边滴加边振荡,直到最初出现的沉淀又恰好完全溶解为止,得到银氨溶液;

2)称取20g膨润土,加入到去离子水80~100mL浸泡10~12h,将银氨溶液滴加到浸泡过的膨润土悬浊液当中,边滴加边搅拌,滴加完成后继续搅拌3~4h,搅拌结束后在水浴80~85℃中老化24h,老化结束后水洗4~5次,80~100℃下烘干,得到氧化银柱撑的膨润土;

3)将得到的氧化银柱撑的膨润土加入到100~140mL无水乙醇中,搅拌中加入1~1.5 mmol磷钨酸,至磷钨酸溶解后,继续搅拌4~6h,老化6~8h,老化结束后用无水乙醇洗数次60~75℃下真空干燥,即得到膨润土负载磷钨酸银催化剂。

上述方法将氧化银柱撑的膨润土分散在无水乙醇中,充分溶解磷钨酸,并限制银离子的移动,磷钨酸和氧化银反应生成磷钨酸银,被固定在膨润土层间,生成的水则和乙醇互溶而不会滞留膨润土层间。最终,膨润土的层结构被磷钨酸银的Keggin结构撑开,扩大了比表面积,使膨润土的内层表面积可以吸附更多污染物,提升了催化效率。

 

 

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