[發明專利]一種p?n異質結型可見光光催化劑Bi2WO6/Ag3PO4及其制備方法

在審

• 申請號: 201611106618.1
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106732698A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 呂耀輝;張偉;檀杰
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01J27/186
• 分類號: B01J27/186;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于環境友好新材料技術領域，具體涉及一種p-n型異質結可見光光催化劑Bi₂WO₆/Ag₃PO₄及其制備方法。

背景技術

磷酸銀(Ag₃PO₄)作為一種重要的半導體材料，它可以吸收小于530nm的太陽光，具有較強的氧化能力，在可見光光解水和降解污染物方面引起了研究者的廣泛關注。然而，磷酸銀材料在光照下容易分解，這極大地降低了其在光催化過程中的穩定性。最近，研究者發現以Ag₃PO₄為基體的光催化劑能有效地降解有機污染物并保持良好的穩定性，成功地解決了Ag₃PO₄上述缺點并能夠大幅度提高其光催化活性。

p-n異質結光催化劑是由p型半導體和n型半導體復合形成的光催化劑，是一種具有良好化學功能的特殊功能材料，能有效分離光生電子和空穴。p-n結光催化材料不僅能夠拓寬帶隙半導體的波長范圍，而且能通過內部電場抑制載流子的復合，極大地提高了材料的光催化吸能，受到廣泛關注。如專利CN201510148053.2報道了采用固相反應法制備BiVO₄/Bi₂O₃復合微棒p-n結光催化劑。但是很多方法涉及高溫操作，既耗能又耗時。目前，關于具有p-n異質結構的Bi₂WO₆/Ag₃PO₄光催化材料還沒有相關報道。本專利介紹的方法能夠有效地降低材料的生產成本，合成過程簡單、易控制，重復性好，而且有效提高了磷酸銀材料在光照下的穩定性，具有優異的光催化還原性能。

發明內容

針對磷酸銀的光腐蝕問題，本發明提供了一種能夠抑制光激發產生的電子和空穴復合的p-n異質結型可見光光催化劑Bi₂WO₆/Ag₃PO₄，同時提供這種p-n異質結型可見光光催化劑Bi₂WO₆/Ag₃PO₄的制備方法。

本發明是通過以下技術方案予以實現的。

本發明一種制備p-n異質結型可見光光催化劑Bi₂WO₆/Ag₃PO₄的方法，包括如下步驟：

(a)采用水熱法制備Bi₂WO₆材料；

(b)將AgNO₃溶液加入到用步驟(a)制備的Bi₂WO₆懸濁液中，然后加入NH₄OH，使Ag⁺完全生成銀氨絡離子，然后加入一定量的Na₂HPO₄·12H₂O，獲得Bi₂WO₆/Ag₃PO₄材料；

(c)將步驟(b)制備出來的產物進行洗滌，分離得到Bi₂WO₆/Ag₃PO₄，然后干燥、研磨，備用。

上述p-n異質結型可見光光催化劑Bi₂WO₆/Ag₃PO₄的制備方法，步驟(a)包括如下步驟：

(1)將一定量的Na₂WO₄·2H₂O溶解于去離子水中，配成WO₄^2-離子濃度為0.05-0.15mol/L,標記為溶液A；

(2)將一定量的Bi(NO₃)₃·5H₂O和1-5g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于25mLC₂H₅OH/CH₃COOH/H₂O(體積比為1:1:3)，使Bi³⁺：WO₄^2-的摩爾比為2：1，磁力攪拌，標記為溶液B；