可见光光催化剂——磷酸银

简述

磷酸银是一种化学式为Ag₃PO₄的无机化合物，常温常压下表现为黄色粉末，无味，溶于酸、氰化钾溶液和氨水，微溶于水和稀醋酸。需要注意的是，该物质加热或在日光照射下容易变为棕色。

作为一种新兴的材料，光催化剂可以利用太阳光处理环境污染物，对于环境治理具有重要意义。2010年，《自然》杂志报道磷酸银是一种具有强氧化性的可见光光催化剂，可以吸收波长小于520nm的太阳光，在多种有机染料降解实验中均表现出了极其优越的光催化活性[1]。研究表明，磷酸银光催化剂的量子产率高达90%，在可见光照射下具有极强的光催化活性，但是它存在光腐蚀严重，光生电子和空穴寿命短等缺点，限制了其在生活实际的应用。结合磷酸银的结构特点与反应机理，经过大量的实验探究发现通过形貌调控，贵金属沉积，负载，构建半导体异质结等方法可以改善磷酸银的光催化性能以及在降解污染物，光催化制氢，光催化还原二氧化碳中的应用[2]。

制备方法

见于文献报道的磷酸银制备方法多种多样，下面就其中两种较为成熟的方法展开介绍：

方法一

应用沉淀转换法，先用硝酸银和碳酸氢钠制备碳酸银沉淀，再用磷酸二氢钾将碳酸银沉淀转换为磷酸银沉淀，洗涤，干燥后得到粉末状简单立方晶系磷酸银可见光催化剂。此制备方法得到了粒径为400～520nm的磷酸银粉体，提高了其光催化性能。此外，该制备方法将沉淀转换法应用于磷酸银的制备，操作容易，有利于生产实践的广泛应用[3]。

方法二

取磷酸二氢钠，聚乙烯吡咯烷酮溶解于乙二醇中，放于水浴锅中，磁力搅拌，取硝酸银溶解于乙二醇中。将硝酸银的乙二醇溶液滴加到磷酸二氢钠及聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液中，60℃恒温搅拌。将磷酸银溶液移入160℃油浴中磁力搅拌，反应结束后洗涤得银和磷酸银催化剂。进行可见光光催化实验，结果证明该催化剂具有良好的可见光活性。该方法的优点是工艺简单，可用于大规模工业生产，在可见光范围内对有机染料废水的降解效率较高，具有很高的实用价值和应用前景[4]。

应用

（1）利用沉淀法制备的四氧化三铁包覆的磷酸银是一种高效可见光催化剂。以光催化降解亚甲基蓝(MB)为探针反应，对该催化剂的可见光催化性能进行了考察。结果表明，四氧化三铁负载量为2%(质量分数)的磷酸银复合催化剂对MB的降解率在60min时几乎达到100%，但随着四氧化三铁负载量的增加，催化剂的光催化活性有所下降[5]。

（2）生物抗菌和水污染治理领域还报道了一种石墨烯/磷酸银/二氧化钛双功能复合材料及其制备方法。复合材料的制备方法步骤如下：将氧化石墨烯在水中超声处理得到氧化石墨烯分散液；将硝酸银溶于去离子水中，在搅拌的条件下加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌得到混合溶液A；P25超声分散于去离子水中配置成分散液后，在磁力搅拌条件下将P25分散液滴加到混合溶液A中，搅拌得到混合前驱体溶液B；将磷酸盐溶液滴加到混合前驱体溶液B中继续搅拌，转入水热反应釜中反应，冷却至室温，产物离心后洗涤真空干燥即可得到所述复合材料。经由上述过程制备出的复合材料不仅能在可见光照射下快速降解一定浓度的有机污染物，对于多种细菌也具有广谱高效的杀菌活性[6]。

参考文献

[1]黄利君.磷酸银的制备及其光催化性能的研究[D].吉林大学,2012.

[2]苏琼,张博文,张平,等.新型光催化剂磷酸银的研究进展[J].环境化学, 2024, 43(5):1531-1544.

[3]马培艳,吴燕.一种高效可见光催化剂磷酸银及其制备方法:CN 201010516084[P].DOI:CN101940937 B.

[4]李新勇,滕伟.可见光光催化剂银和磷酸银的制备方法及其应用:CN 201010561326[P].CN 102000594 A.DOI:CN102000594 A.

[5]邢阳阳,李瑞,吕家明,等.四氧化三铁包覆磷酸银复合光催化剂的可见光催化性能[J].化学研究, 2012, 23(5):5.DOI:10.3969/j.issn.1008-1011.2012.05.015.

[6]杨小飞,崔海英,李扬,等.一种石墨烯/磷酸银/二氧化钛双功能复合材料及其制备方法:CN 201210380928[P].