[發明專利]層狀復合氧化物光催化劑Sr2KM3O10及其制備方法

有效

• 申請號: 201310130100.1
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103191714A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 方亮;唐瑩;韋珍海
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J23/20
• 分類號: B01J23/20;B01J23/22;C01G33/00;C01G35/00;C01G31/02
• 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層狀復合氧化物光催化劑Sr₂KM₃O₁₀及其制備方法，屬于無機光催化材料領域。

背景技術

隨著社會經濟的發展,?人們對于能源和生態環境越來越關注,?解決能源短缺和環境污染問題是實現可持續發展、提高人民生活質量和保障國家安全的迫切需要。

1972年Fujishima發現了TiO₂半導體電極在紫外光照射下具有光解水的作用,由此引發了半導體光催化的研究熱潮。其主要領域包括:?(1)以太陽光能為能源,以空氣中的氧氣為氧化劑促使水和空氣中的有機污染物徹底分解成CO₂、H₂O和其它無機鹽,?是一種理想的污染物控制技術;?(?2)利用太陽能將水分解為氫氣和氧氣等化學能,是氫能經濟的重要組成部分;?(3)將太陽能直接轉變為電能。雖然TiO?₂是一種極其優秀的光催化劑,但由于TiO₂的禁帶寬度較大(?3.?2eV)?,只有波長等于或小于387?nm的紫外光才能激發TiO₂產生導帶電子和價帶空穴對從而引發光催化反應。但實際到達地表的太陽輻射能量的波長范圍集中在460~?500nm,紫外成分(?300~?400nm)不足5%,?因此如何高效地利用太陽光進行光催化反應,開發能被可見光激發的光催化劑正日益引起人們的興趣。

為了擴展TiO2的響應波長范圍以充分利用太陽光,人們對其進行了許多改性研究,?包括金屬離子摻雜、非金屬離子摻雜、表面光敏化、耦合半導體及引入氧空位、離子注入等方法。一些科學工作者已研制出大量的新型多元金屬氧化物可見光催化劑,?三價鉍的復合物如BiVO₄、Bi₂MoO₆、Bi₂Mo₂O₉、Bi₂Mo₃O₁₂和Bi₂WO₄被報道在可見光下具有良好的吸收。一系列鈮（鉭）酸鹽光催化劑由于具有較高的光催化活性而被廣泛研究。例如，鈮酸鹽光催化劑Pb₃Nb₄O₁₃、BiNbO₄和Bi₂MNbO₇（M=Al、Ga、In、Y、稀土元素或Fe）等和鈮鉀復合氧化物光催化劑如層狀結構的KNbO₃、KNb₃O₈、K₄Nb₆O₁₇和孔道結構的K₆Nb_10.6O₃₀等都具有較好的光催化性能。

雖然光催化研究已進行了若干年,但目前報道的具有可見光響應的光催化劑種類仍很有限，仍存在著光轉換效率低、穩定性差和光譜相應范圍窄等問題,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。文獻[方亮，張輝,?吳伯麟，袁潤章.?層狀類鈣鈦礦型新鈮酸鹽KSr₂Nb₃O₁₀.?無機化學學報,?1999,15[4]:?504-506；方亮,?張輝,?吳伯麟,?袁潤章.?類鈣鈦礦結構新鉭酸鹽KSr₂Ta₃O₁₀的合成、結構與層間特性.?高等學校化學學報.?2000，21?(11)：1639-1641]報道了層狀類鈣鈦礦復合氧化物Sr₂KM₃O₁₀（M=Nb或Ta)的晶體結構與離子交換特性。考慮到目前尚無有關該類化合物光催化性能的研究報道，我們對層狀復合氧化物Sr₂KM₃O₁₀(M=Nb、Ta或V)進行了光催化性能研究，結果發現該類化合物具有優異的可見光響應的光催化性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有可見光響應的層狀復合氧化物光催化劑Sr₂KM₃O₁₀及其制備方法。