[發(fā)明專利]可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑BaZn2Ti4O11及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310254937.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103316655A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐瑩;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): B01J23/06
• 分類號(hào): B01J23/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑BaZn₂Ti₄O₁₁及其制備方法，屬于無(wú)機(jī)光催化材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,?人們對(duì)于能源和生態(tài)環(huán)境越來(lái)越關(guān)注,?解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量和保障國(guó)家安全的迫切需要。

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。光催化反應(yīng)的原理是光催化劑在吸收了高于其帶隙能量的光子后，生成了空穴和電子，這些空穴和電子分別進(jìn)行氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，達(dá)到分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)生物質(zhì)和殺菌的目的。光催化劑有許多種,?其中最有代表性的是二氧化鈦(TiO₂)，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(jiàn)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(yáng)光作為光源是不可缺少的。照射向地表的太陽(yáng)光中波長(zhǎng)在500nm附近可見(jiàn)光的強(qiáng)度最大，波長(zhǎng)為400nm~750nm的可見(jiàn)光區(qū)的能量大約是太陽(yáng)光總能量的43%，所以為了高效的利用，鉍系光催化劑的開(kāi)發(fā)和研究已經(jīng)取得了一系列重大的成果，三價(jià)鉍的復(fù)合物如BiVO₄、Bi₂MoO₆、Bi₂Mo₂O₉、Bi₂Mo₃O₁₂和Bi₂WO₄被報(bào)道在可見(jiàn)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(fù)合氧化物光催化劑如KNbO₃、KNb₃O₈、K₄Nb₆O₁₇和K₆Nb_10.6O₃₀等都具有較好的光催化性能。

雖然光催化研究已進(jìn)行了若干年,但目前報(bào)道的具有可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑種類仍很有限，仍存在著光轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差和光譜相應(yīng)范圍窄等問(wèn)題,所以研究和開(kāi)發(fā)新的具有可見(jiàn)光響應(yīng)的高效光催化劑是非常必要。已有文獻(xiàn)[R.S.?Roth,?C.J.?Rawn,?C.G.?Lindsay,?J.?Solid?Chem.?104?(1993)?99–118.]、[A.G.?Belous,?O.V.?Ovchar,?M.K.?Marjeta,?M.?Valant,?J.?Eur.?Ceram.?Soc.?26?(2006)3733–3739]報(bào)道了鈦酸鹽BaZn₂Ti₄O₁₁的合成、結(jié)構(gòu)與微波介電性能，但目前尚未見(jiàn)有關(guān)該類化合物光催化性能的研究報(bào)道，我們對(duì)BaZn₂Ti₄O₁₁、SrZn₂Ti₄O₁₁、BaMg₂Ti₄O₁₁和BaCo₂Ti₄O₁₁等鈦酸鹽進(jìn)行了光催化性能研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BaZn₂Ti₄O₁₁具有優(yōu)異的可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化性能，但其它組成的化合物卻不具有可見(jiàn)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(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑BaZn₂Ti₄O₁₁及其制備方法。

本發(fā)明涉及的具有可見(jiàn)光響應(yīng)的鈦酸鹽光催化劑的化學(xué)組成式為:?BaZn₂Ti₄O₁₁。