[發(fā)明專利]一種單斜晶型釩酸鉍可見光催化劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611000406.5
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106582608A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫劍輝;禹崇菲;董淑英;王競偵;駱圣達;趙瑾;王珂;楊鵬艷
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礬酸鉍可見光催化材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單斜晶型釩酸鉍可見光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

有機染料廢水具有堿度高、難生物降解、臭味大、色澤深和其組份比較復(fù)雜等特點，且生物毒性都較大，能致癌致畸致突變，嚴(yán)重污染環(huán)境，處理起來難度較大，采用常規(guī)的生物處理去除效果不夠理想。20世紀(jì)90年代以來，各國開始逐步發(fā)展重視半導(dǎo)體材料的環(huán)境性能，半導(dǎo)體材料光催化氧化技術(shù)日趨受到關(guān)注，尤其在難生物降解污染物的去除方面表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，已成為國內(nèi)外的研究熱點。其中常見的光催化劑有TiO₂和ZnO，然而它們的禁帶寬度較寬，在紫外光下才能夠被激發(fā)產(chǎn)生空穴-電子對，很難在可見光下被激發(fā)，所以它們不能高效利用太陽光。因此開發(fā)能夠在可見光下激發(fā)的光催化劑，利用太陽光降解廢水成為人們新的目標(biāo)。單斜晶型BiVO₄是近年來發(fā)展起來的新型可見光半導(dǎo)體光催化劑，禁帶寬度為2.4eV，它的獨特光學(xué)性質(zhì)，使其具有較高的可見光催化活性。但是，一種半導(dǎo)體材料的光催化性能不僅取決于光催化劑的固有性質(zhì)，還與光源有重要的關(guān)系。通常，光催化劑只能被能量高于其帶隙能的光子激發(fā)，光照越強，光催化性能越好。作為源源不斷的可再生能源，太陽光是光催化的理想光源。從節(jié)約能源角度上來講，開發(fā)具有太陽光響應(yīng)的高效光催化劑很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種能夠有效降解羅丹明B（RhB）染料廢水的單斜晶型釩酸鉍可見光催化劑的制備方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種單斜晶型釩酸鉍可見光催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：（1）將5mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于15mL摩爾濃度為1mol/L的HNO₃溶液中制得溶液A；（2）將5mmol NH₄VO₃在超聲條件下溶于40mL水中制得溶液B；（3）在攪拌的條件下，將溶液B加入到溶液A中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值為1-5；（4）待混合液的pH值穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌30min，隨后將混合液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，于180℃反應(yīng)18h，反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，過濾分離，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥，最后于500℃煅燒4h制得單斜晶型釩酸鉍可見光催化劑。

進一步優(yōu)選，步驟（3）中所述混合溶液的pH值為3，經(jīng)過6h自然太陽光照射，制得的單斜晶型礬酸鉍光催化劑對羅丹明B染料廢水中羅丹明B的脫色率達到99.5%。

本發(fā)明制得的單斜晶型礬酸鉍可見光催化劑具有較好的晶型和光吸收性能，而且具有可見光響應(yīng)的光催化性能，在太陽光下具有高效降解羅丹明B染料廢水的性能。

附圖說明

圖1為未調(diào)pH的BiVO₄（BiVO₄-0）和pH為3時的BiVO₄（BiVO₄-3）光催化劑的X射線衍射譜圖。

具體實施方式

以下通過實施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實施例1

將5mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于15mL摩爾濃度為1mol/L的HNO₃溶液中制得溶液A；將5mmol NH₄VO₃在超聲條件下溶于40mL水中制得溶液B；在攪拌的條件下，將溶液B加入到溶液A中，繼續(xù)攪拌30min，隨后將混合液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，于180℃反應(yīng)18h，反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，過濾分離，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥，最后于500℃煅燒4h制得單斜晶型釩酸鉍可見光催化劑，標(biāo)記為BiVO₄-0。經(jīng)過6h自然太陽光照射，該釩酸鉍可見光催化劑對RhB的脫色率為86.5%。

實施例2