[發(fā)明專利]一種Bi2WO6-SrTaO2N復(fù)合光催化劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310644514.6
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103611559A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂華;劉玉民;湯海波;李紫金;李爽;丁志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/00
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 路寬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機環(huán)保光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Bi₂WO₆-SrTaO₂N復(fù)合光催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

利用太陽能光催化分解有機物已成為解決環(huán)境污染的重要手段，但傳統(tǒng)的光催化材料如TiO₂、ZnO等只能吸收紫外光，光譜響應(yīng)范圍窄，限制了它們的實際應(yīng)用。因此，設(shè)計高效響應(yīng)的可見光催化劑成為光催化科學(xué)和污染控制所面臨的重大研究課題之一。Bi₂WO₆是一種新型的具有可見光響應(yīng)的光催化材料，其禁帶寬度為2.8?eV，能吸收波長小于442?nm的可見光，是一種具有高性能的可見光光催化材料。然而，Bi₂WO₆光催化劑光激發(fā)后產(chǎn)生的空穴和電子復(fù)合的幾率高，量子效應(yīng)低，光催化活性低。因此，提高其光量子效率和光催化活性成為光催化學(xué)科研究的重點和難點。

SrTaO₂N是一種過渡金屬氧氮化物，由于二價氧元素部分被電負性較小的三價氮元素取代，金屬陽離子或多或少被還原，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，SrTaO₂N因而表現(xiàn)出新的光、電、磁,?力學(xué)性能。研究表明，SrTaO₂N的禁帶寬度為2.2?eV，能吸收波長小于563?nm的可見光，是一種具有可見光響應(yīng)能力的光催化材料。為了提高Bi₂WO₆光量子效率，將其與具有理想帶隙的SrTaO₂N相復(fù)合，利用兩種半導(dǎo)體之間的能級差能使光生截流子由一種半導(dǎo)體微粒的能級注入到另一種半導(dǎo)體的能級上，使電荷有效分離，是提高Bi₂WO₆太陽能利用率和光量子效率的有效途徑。Bi₂WO₆光催化劑的導(dǎo)帶電勢E_CB=0.46?eV，價帶電勢E_VB=3.26?eV，而SrTaO₂N光催化劑的導(dǎo)帶電勢E_CB=-0.71?eV，價帶電勢E_VB=1.49?eV。在Bi₂WO₆-SrTaO₂N復(fù)合半導(dǎo)體中，SrTaO₂N的導(dǎo)帶電勢更負，光生電子容易從能級低的SrTaO₂N導(dǎo)帶遷移到能級高的Bi₂WO₆導(dǎo)帶上；同時，Bi₂WO₆的價帶電勢更正，光生空穴容易從能級高的Bi₂WO₆價帶遷移到能級低的SrTaO₂N價帶上，從而提高光生電荷的分離效率，擴展了Bi₂WO₆的光譜響應(yīng)范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種光量子效率高、光催化活性好的Bi₂WO₆-SrTaO₂N復(fù)合光催化劑。

本發(fā)明解決的另一個技術(shù)問題是提供了一種操作簡單且易于控制的Bi₂WO₆-SrTaO₂N復(fù)合光催化劑的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種Bi₂WO₆-SrTaO₂N復(fù)合光催化劑，其特征在于是由Bi₂WO₆與SrTaO₂N粉體復(fù)合而形成的Bi₂WO₆-SrTaO₂N復(fù)合光催化劑，其中Bi₂WO₆與SrTaO₂N的摩爾比為5-15:1。