[發明專利]一種Pd/BiVO4

有效

• 申請號: 201611011642.7
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN108067229B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李建濤;李芳;梁耀彰;李寶忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/648
• 分類號: B01J23/648;C02F1/30;C02F101/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種Pd/BiVO₄復合型納米光催化劑及其制備方法和應用，BiVO₄為珊瑚狀納米結構，Pd均勻負載于BiVO₄的表面，Pd的粒徑為10～30nm，負載量為0.2～2.0wt%；Pd的負載顯著降低了光生電子空穴對的復合效率，進一步提高了光催化反應活性，光催化劑的制備方法簡潔易操作，貴金屬納米顆粒的負載無需額外的保護劑，也省去了長時間的水熱復合過程，同時采用一步熱還原法降低了水熱過程中對貴金屬原材料的浪費，實現了金屬鈀的高效負載，減少了催化劑制備的成本；所得到的光催化劑可用于可見光降解廢水反應中，具有良好的降解活性與優異的可重復利用效率；有利于經濟環境的可持續發展。

技術領域

本發明涉及催化劑制備技術領域，更具體地，涉及一種Pd/BiVO₄復合型納米光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，由于光催化半導體材料表現出的強氧化性，反應普適性以及對太陽光可直接利用等各方面的優勢，使光催化技術在環境處理以及能源開發方面的應用得到了廣泛的關注與大量的研究。然而，光催化技術目前在工業化應用上仍面臨著一些局限，主要體現在：1、對太陽光的有效利用率（主要針對可見光）低；2、催化劑材料的持久穩定性差；3、催化劑的回收及可重復利用率差，易失活。

釩酸鉍（BiVO₄）因為其合適的窄帶間隙（～2.4eV）使其對可見光有良好的吸收。另一方面，相比較于其他窄帶半導體（如CdS），BiVO₄展現出極為難得的化學穩定性，從而有效的提高了光催化材料在太陽光照射下的使用效率與壽命，但是，BiVO₄作為光催化劑也存在自身的局限，尤為突出的一點是其光激發產生的光生電子空穴對容易復合，降低電荷載流子的分離效率，這也是所有窄帶半導體共通的缺陷。因此，制備復合型光催化劑以提高光催化反應活性是解決單一晶相BiVO₄反應效率低的有效途徑。大量文獻報道，貴金屬納米顆粒的負載可以顯著提高光催化反應的活性，這主要歸因于貴金屬納米顆粒對光生電子空穴對的有效分離，從而延長了光生電荷載流子的壽命。此外，貴金屬所具備的表面等離子共振效應（SPR）也有助于拓展復合材料對光的有效吸收范圍，進一步增強光催化反應的活性。

公開號為CN104084215 A的中國專利公開了一種三維有序大孔結構的BiVO₄負載四氧化三鐵以及貴金屬的制備方法，是以聚甲基丙烯酸甲酯微球作為模板合成三維有序大孔結構的BiVO₄，再使用以異丙醇為溶劑的等體積浸漬法實現Fe₃O₄的有效負載，最后再以聚乙烯醇作為保護劑，采用低溫鼓泡還原法得到貴金屬的均勻負載；公開號為CN104001496 A的中國專利公開了一種復合型BiVO₄納米片光催化劑的制備方法，其通過濕化學法結合水熱法制備得到了BiVO₄/石墨烯/鈀的三元復合材料。具體說來，將單獨制備得到的BiVO₄，石墨烯以及鈀的化合物超聲分散混合均勻，再通過水熱的方法將彼此結合在一起。

上述這些負載貴金屬的方法操作復雜，負載貴金屬時需要額外添加保護劑，采用水熱的方法，時間長，使用貴金屬量高，造成了貴金屬材料的浪費，因此增加了催化劑的成本，并且光催化性能不突出。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種Pd/BiVO₄復合型納米光催化劑。

本發明的第二個目的是提供上述Pd/BiVO₄復合型納米光催化劑的制備方法。

本發明的第三個目的是提供上述Pd/BiVO₄復合型納米光催化劑的應用。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的：