[發明專利]可見光響應的含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201210137587.1
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102671669A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 蘇聰學;方亮;韋珍海
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;A62D3/17;A62D101/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可見光響應的含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑及制備方法，屬于無機光催化材料領域。

背景技術

環境污染是世界各國十分關注的問題，已經導致了人們生活的飲用水源、工業水源質量不斷下降，導致大氣污染不斷加劇，造成生態環境的不斷破壞，對人類的生存構成嚴重威脅。為了解決這些問題，人們通過各種方法控制和治理環境污染。

從20世紀70年代末期，人們提出了利用光催化劑分解水中和大氣中的農藥以及惡臭物質等有機物，以及涂有光催化劑的固體表面的自我清潔等應用實例。目前，使用的光催化劑主要為二氧化鈦，已經利用二氧化鈦對水中和大氣中的農藥和惡臭物質等有機物進行分解，然而二氧化鈦的帶隙是3.2eV，只有在比400nm短的紫外線的照射下才能顯現出活性，只能在室內或者有紫外燈的地方工作，幾乎不能利用可見光，這大大的限制了二氧化鈦光催化劑的使用。

考慮到光催化劑在分解有害物質中的實用性，利用太陽光作為光源是不可缺少的。照射向地表的太陽光中波長在500nm附近可見光的強度最大，波長為400nm-750nm的可見光區的能量大約是太陽光總能量的43％，所以為了高效的利用太陽光譜，尋找具有可見光響應的光催化劑引起了人們的重視。目前報道的具有可見光響應的光催化劑種類仍很有限，所以研究和開發新的具有可見光響應的高效光催化劑是非常必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有可見光響應的含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑以及其制備方法。

本發明提供的一種具有可見光響應的含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑的化學組成式為：Ba₅LiFe_0.5(Nb_xTa_1-x)_9.5O₃₀，其中0≤x≤1。

上述可見光響應的含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑的制備方法按以下步驟進行：

1)將99.9％分析純的化學原料BaCO₃、Li₂CO₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅和Ta₂O₅，按Ba₅LiFe_0.5(Nb_xTa_1-x)_9.5O₃₀化學式稱量配料，其中0≤x≤1；

2)將步驟(1)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨2-8小時，混合磨細，取出烘干，過200目篩；

3)將步驟(2)所得粉料在1175-1275℃預燒，并保溫6-8小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小，達到2μm，即可得到含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑Ba₅LiFe_0.5(Nb_xTa_1-x)_9.5O₃₀(0≤x≤1)粉末。

本發明制備方法簡單、成本低，制備的光催化劑具有優良的催化性能，在可見光照射下具有分解有害化學物質、有機生物質和殺菌的作用。

具體實施方式

下面將對本發明進行具體說明：

1、為了得到本發明中所使用的復合氧化物，首先使用固相合成法制備粉末，即把作為原料的各種氧化物或碳酸鹽按照目標組成化學計量比進行混合，再在常壓下于空氣氣氛中合成。

2、為了能夠有效利用光，本發明中的光催化劑的尺寸最好在微米級別，甚至是納米粒子，且比表面積較大。用固相合成法制備的氧化物粉末，其粒子較大而表面積較小，但是可以通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小。

3、本發明的光催化實驗以甲基橙作為模擬有機污染物，其濃度為20mg/L；含鋰鎢青銅結構氧化物光催化劑的加入量為1g/L；光源使用300W的氙燈，反應槽使用硼硅酸玻璃制成的器皿，通過濾波器得到波長大于420nm長波長的光，然后照射光催化劑；催化時間設定為120min。

實施例1：