[發(fā)明專利]一種BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610235973.2 | 申請(qǐng)日： | 2016-04-18 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN105772046A | 公開（公告）日： | 2016-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉玉民;張鵬;呂華 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 河南師范大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J27/186 | 分類號(hào)： | B01J27/186 |
| 代理公司： | 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司 41107 | 代理人： | 路寬 |
| 地址： | 453007 河*** | 國(guó)省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 bipo sub bifeo 復(fù)合 光催化劑 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)環(huán)保光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)
光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能耗低和能礦化污水中絕大多數(shù)有機(jī)物等突出優(yōu)點(diǎn)，在難降解有機(jī)物處理中具有其他傳統(tǒng)水處理工藝所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，是一種極具發(fā)展前途的水處理技術(shù)。
BiPO4是一種新型的非金屬含氧酸鹽光催化劑，由于光催化活性高和成本低引起人們的關(guān)注。但由于其帶隙較寬，光生空穴和電子易復(fù)合，光量子效率低，對(duì)太陽(yáng)能的利用率還不夠理想。為了提高BiPO4的光量子效率，將其與具有理想帶隙的半導(dǎo)體材料相復(fù)合，利用兩種半導(dǎo)體之間的能級(jí)差能使光生載流子由一種半導(dǎo)體微粒的能級(jí)注入到另一種半導(dǎo)體的能級(jí)上，使電荷有效分離，是提高BiPO4太陽(yáng)能利用率和光量子效率的有效途徑。然而，目前尚沒(méi)有相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)于BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種太陽(yáng)能利用率高、光量子效率高、易于回收且光催化活性好的磁性BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑。
本發(fā)明解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供了一種簡(jiǎn)單易行且方便操作的BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑的制備方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（1）以五水硝酸鉍和去離子水為原料配制五水硝酸鉍水溶液，在攪拌條件下將磷酸二氫鈉和硝酸鐵加入到五水硝酸鉍水溶液中形成混合溶液，其中所加磷酸二氫鈉和硝酸鐵的摩爾比為1:0.5-2；（2）將步驟（1）得到的混合溶液攪拌30min后用堿溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為9-11，然后將混合溶液在室溫條件下繼續(xù)攪拌1h；（3）將步驟（2）得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，然后將水熱反應(yīng)釜放入微波消解儀中于180℃微波反應(yīng)10-30min，待反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后制得磁性BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑。
進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（1）中五水硝酸鉍水溶液的摩爾濃度為0.5-1mol/L。
進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（2）中堿溶液為氫氧化鈉溶液。
本發(fā)明所述的BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑，是按照上述方法制備得到的。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
1、BiPO4光催化劑的導(dǎo)帶電勢(shì)ECB=0.44eV，價(jià)帶電勢(shì)EVB=4.27eV，而BiFeO3光催化劑的導(dǎo)帶電勢(shì)ECB=0.1eV，價(jià)帶電勢(shì)EVB=2.3eV，在BiPO4-BiFeO3復(fù)合半導(dǎo)體中，BiFeO3的導(dǎo)帶電勢(shì)更負(fù)，光生電子容易從能級(jí)低的BiFeO3導(dǎo)帶遷移到能級(jí)高的BiPO4導(dǎo)帶上，同時(shí)BiPO4的價(jià)帶電勢(shì)更正，光生空穴容易從能級(jí)高的BiPO4價(jià)帶遷移到能級(jí)低的BiFeO3價(jià)帶上，從而提高光生電荷的分離效率，進(jìn)而提高其光催化性能；
2、BiFeO3禁帶較窄，能有效拓展BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑對(duì)可見(jiàn)光的利用率，進(jìn)而有效提高光的利用率和光催化活性；
3、BiFeO3本身具有磁性，BiFeO3與BiPO4的復(fù)合使BiPO4-BiFeO3復(fù)合光催化劑也具有磁性，利用磁分離技術(shù)可將其從廢水處理體系中快速分離出來(lái)，解決了光催化劑使用后難以回收的難題，具有良好的應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
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