[發明專利]釩摻雜銻酸鎵可見光光催化劑的制備方法及其應用有效

申請號：	201410141705.5	申請日：	2014-04-10
公開（公告）號：	CN103920487A	公開（公告）日：	2014-07-16
發明（設計）人：	薛琿;朱蘭瑾;陳慶華;黃寶銓;肖荔人;錢慶榮;劉欣萍	申請（專利權）人：	福建師范大學
主分類號：	B01J23/22	分類號：	B01J23/22;B82Y30/00;C02F1/30;C02F101/38
代理公司：	福州君誠知識產權代理有限公司 35211	代理人：	戴雨君
地址：	350108 福建省福***	國省代碼：	福建;35
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摘要：
搜索關鍵詞：	摻雜銻酸鎵可見光光催化劑制備方法及其應用
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于催化劑的制備領域，特別涉及釩（V）摻雜銻酸鎵（GaSbO₄）可見光光催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

銻酸鎵（GaSbO₄）是一種新型光催化劑，可對有機污染物進行有效的光催化降解，但由于其禁帶寬度較大，作為光催化劑只在紫外光下有響應，限制了其應用。因此，對其進行性能改善，拓寬GaSbO₄的光響應范圍及提高可見光光催化效率具有重要的意義和應用價值。

利用釩（V）元素對GaSbO₄進行改性，通過釩元素的加入，釩進入GaSbO₄晶格，在產生晶格缺陷的同時，GaSbO₄帶隙中形成雜質能帶，使半導體光生電子躍遷到導帶所需的能量比本征吸收帶小，能量較小的光子可以激發光生電子發生躍遷，光譜紅移，擴寬了其光譜吸收范圍。同時，適量釩元素摻雜后會促進光生電子和空穴能更有效地分離，從而提高光催化性。

水熱合成法是一種簡單的合成納米材料的方法，其最大的優勢在于（1）水溶液中離子混合均勻；（2）水隨溫度升高和自生壓力增大變成一種氣態礦化劑，具有非常大的解聚能力。水熱物系在有一定礦化劑存在下，化學反應速度快，能制備出多組分或單一組分的超微結晶粉末；（3）離子能夠較容易地按照化學計量反應，晶粒按其結晶習性生長，在結晶過程中，可把有害雜質自排除在容易中，生成純度較高的結晶粉末。同時反應裝置簡單和合成的納米晶具有高比表面積，能夠一步快速合成具有均勻微觀結構的高純產物。

發明內容

本發明目的是提供一種穩定、可靠、簡單的釩摻雜GaSbO₄可見光光催化劑的水熱制備方法，并應用于水相中有機污染物的光催化處理。

催化劑的具體制備方法如下:

(1)納米粉體前驅液的制備：

將硝酸鎵，五氧化二銻，偏釩酸銨和適量的去離子水在室溫下攪拌混合，通過2-6mol/L硝酸調節pH為1~5，得到納米粉體前驅液。其中硝酸鎵與五氧化二銻、偏釩酸銨的摩爾比為2:1:0.2~1.0。

(2)水熱條件下納米粉體的制備：

將上述納米粉體前驅液置于高壓反應釜中，以1~5℃/min的速度升溫至100~200℃保溫6~48h進行水熱反應，反應完成后，自然冷卻至室溫后取出，用去離子水和無水乙醇先后交替洗滌3~5次，放入干燥箱中于60~80℃下干燥，得到V摻雜GaSbO4可見光光催化劑。

(3)?將本發明制備的V摻雜銻酸鎵可見光光催化劑用于可見光或太陽光照射下的光催化反應，具有光催化降解有機污染物的性能。

本發明有益效果：

(1)在水熱條件下GaSbO₄納米粉體的反應合成和釩進入GaSbO₄的晶格中同步進行，避免了納米微粒的團聚過程對摻雜劑進入晶格的阻礙，可在高度分散性的情況下對其進行充分摻雜。

(2)通過選擇適當的組成和制備條件，可以控制摻雜濃度和晶粒大小，得到性能穩定的釩摻雜GaSbO₄納米粉體。

(3)本發明可見光催化劑制備方法工藝簡單，易于控制，適于工業化生產和應用。