[發(fā)明專利]可見光響應(yīng)的含釩石榴石結(jié)構(gòu)氧化物光催化劑及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210393286.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN102861569A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇聰學(xué);方亮;韋珍海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/22
• 分類號(hào): B01J23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可見光響應(yīng)的含釩石榴石結(jié)構(gòu)氧化物光催化劑NaCa₂(Mg_1-xZn_x)₂V₃O₁₂?(0≤x≤1)?及其制備方法，屬于無機(jī)光催化材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)境污染是世界各國十分關(guān)注的問題，已經(jīng)導(dǎo)致了人們生活的飲用水源、工業(yè)水源質(zhì)量不斷下降，導(dǎo)致大氣污染不斷加劇，造成生態(tài)環(huán)境的不斷破壞，對(duì)人類的生存構(gòu)成嚴(yán)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(huán)境污染。

從20世紀(jì)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(nóng)藥以及惡臭物質(zhì)等有機(jī)物，以及涂有光催化劑的固體表面的自我清潔等應(yīng)用實(shí)例。目前，使用的光催化劑主要為二氧化鈦，已經(jīng)利用二氧化鈦對(duì)水中和大氣中的農(nóng)藥和惡臭物質(zhì)等有機(jī)物進(jìn)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(xiàn)出活性，只能在室內(nèi)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(zhì)中的實(shí)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(qiáng)度最大，波長為400nm-750nm的可見光區(qū)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(yīng)的光催化劑引起了人們的重視。目前報(bào)道的具有可見光響應(yīng)的光催化劑種類仍很有限，所以研究和開發(fā)新的具有可見光響應(yīng)的高效光催化劑是非常必要。

文獻(xiàn)[Kazuake?I,?Junpei?U.?Morphology?of?flux-grown?vanadate?garnets.?[J].?J.?Crystal?Growth.,?2006,?291:436-441]報(bào)道了化合物NaCa₂Mg₂V₃O₁₂、NaCa₂Zn₂V₃O₁₂的晶體結(jié)構(gòu)，但是沒有涉及有關(guān)光催化性能及其應(yīng)用。為了探索新的具有可見光響應(yīng)的高效光催化劑，我們對(duì)NaCa₂(Mg_1-xZn_x)₂V₃O₁₂(0≤x≤1)進(jìn)行了光催化性能研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該類化合物具有優(yōu)異的可見光響應(yīng)的光催化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有可見光響應(yīng)的含釩石榴石結(jié)構(gòu)氧化物光催化劑以及其制備方法。

本發(fā)明提供的一種具有可見光響應(yīng)的含釩石榴石結(jié)構(gòu)氧化物光催化劑的化學(xué)組成式為：NaCa₂(Mg_1-xZn_x)₂V₃O₁₂，其中0≤x≤1。

上述可見光響應(yīng)的含釩石榴石結(jié)構(gòu)氧化物光催化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行：

1）將99.9%分析純的化學(xué)原料Na₂CO₃、CaCO₃、MgO、ZnO和V₂O₅，按NaCa₂(Mg_1-xZn_x)₂V₃O₁₂化學(xué)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(shí)，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩；

3）將步驟（2）所得粉料在860～935℃預(yù)燒，并保溫6～8小時(shí)，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機(jī)等粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2μm，即可得到含釩石榴石結(jié)構(gòu)氧化物光催化劑NaCa₂(Mg_1-xZn_x)₂V₃O₁₂?(0≤x≤1)?粉末。

本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、成本低，制備的光催化劑具有優(yōu)良的催化性能,在可見光照射下具有分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)生物質(zhì)和殺菌的作用。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明：