[發(fā)明專利]一種高效光催化材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810034884.7
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101244385A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 閆冰;李靈芝
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01J23/18;C02F1/30
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發(fā)明屬于催化材料技術領域、具體涉及一種高效光催化劑的制備方法。

背景技術

由于全球環(huán)境污染和能源危機的出現，人們高度關注能源和環(huán)境問題，迫切要求開發(fā)高效、低能耗、使用范圍廣、不污染環(huán)境的功能材料。1972年Fujshima和Honda等人在研究水在TiO₂電極上的光致分解時發(fā)現了光催化現象，從此展開了光催化在環(huán)境凈化和光能轉換等方面的廣泛研究。

利用光催化技術可將有機污染物氧化分解成無機物，反應過程表示如下：

有機污染物+O₂→CO₂+H₂O+......

反應體系在光催化下將吸收的光能轉化為化學能，使許多通常情況下難以實現的反應在比較溫和的條件下能夠順利進行，盡管它復雜的反應機理目前尚未被認識清楚，但應用方面的研究卻成績斐然，顯示了多相光催化在有機污染物治理領域的良好應用前景。

BiVO₄在降解礦化有機污染物方面得到了一些應用，但是它的光催化性能受其晶型的影響。單斜相(monoclinic)的BiV0₄有較強的光催化活性，而四方相(tetragonal)的BiV0₄幾乎沒有。為提高單斜相的BiVO₄的催化活性，對其進行摻雜或復合。

目前，常采用的有Ag/BiVO₄，Pd/BiVO₄，Co₃O₄/BiVO₄，等復合光催化劑，但是合成過程中所需要的實驗條件比較高，應用受到一定限制。通過研究發(fā)現制備的催化材料(BiVO₄/Bi₂O₃)在可見光照射下，具有明顯的光催化的活性，在很短的時間內對有機污染物降解比較徹底，具有很大的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效光催化材料的制備方法。

本發(fā)明提出的高效光催化材料的制備方法，該光催化材料的化學式為：BiVO₄/Bi₂O₃，具體制備步驟如下：

(1)原料配比：以Bi(NO₃)₃·5H₂O和NH₄VO₃為原料，分別配置成摩爾濃度為0.5-1.0mol/l的溶液，按照Bi和V的摩爾比為1∶1的比例混合兩種溶液，加入5～10mlN，N二甲基乙酰胺(DMA)作為表面活性劑，在室溫下攪拌3～4h，使其充分反應；

(2)過濾洗滌：用純水洗滌步驟(1)所得固體產物，并將其置于烘箱中干燥，即得產物BiVO₄；

(3)焙燒：將Bi(NO₃)₃·5H₂O在500～700℃的溫度下焙燒4～6h，即得產物Bi₂O₃；

(4)將步驟(2)所得產物與步驟(3)所得產物按照質量比為3∶1～1∶3的比例混合，即得所需產品。

本發(fā)明中，步驟(2)中所述干燥溫度為60-70℃，干燥時間為20-28小時。

本發(fā)明制備得到的在可見光區(qū)有較強吸收的高效光催化材料BiVO₄/Bi₂O₃，其催化效果可以采用有機染料羅丹明B進行驗證。

本發(fā)明所需條件溫和，并且使有機污染物降解徹底。該方法可操作性強，重現性好，且所得產品質量穩(wěn)定，并且催化效果良好。

本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點在結合附圖閱讀完整個說明書后將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1所得產物BiVO₄/Bi₂O₃的X射線衍射光譜圖。其中，曲線B為BiVO₄的X射線衍射光譜圖，曲線C為Bi₂O₃的X射線衍射光譜圖。

圖2是本發(fā)明實施例1所得產物BiVO₄/Bi₂O₃的紫外可見漫反射光譜圖。其中，曲線B為BiVO₄的紫外可見漫反射光譜圖，曲線C為Bi₂O₃的紫外可見漫反射光譜圖。