[發(fā)明專利]一種石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710174712.9
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107008250B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 談國強;王穎;趙程程;任慧君;夏傲
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 岳培華

1.一種石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于稀HNO₃中，攪拌至澄清，然后加入NH₄VO₃，攪拌50～90min，形成前驅(qū)液A；其中Bi(NO₃)₃·5H₂O與NH₄VO₃的摩爾比為1:1；

步驟2，將前驅(qū)液A在70～90℃下水熱反應13～16h，制得(040)晶面BiVO₄沉淀，將該沉淀洗滌、干燥，得到(040)晶面BiVO₄粉體；

步驟3，將氧化石墨烯溶于乙醇水溶液中，超聲分散并攪拌均勻，然后加入稀硝酸，超聲分散并攪拌均勻，再加入NaOH溶液，超聲分散并攪拌均勻，得到GO溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中HNO₃以及NaOH溶液中NaOH的摩爾比為(0.35～0.7):1:1；

步驟4，將制備好的(040)晶面BiVO₄粉體加入GO溶液中，攪拌30～60min形成前驅(qū)液B，將前驅(qū)液B在150～180℃下水熱反應0.5～1.5h，反應結束后冷卻至室溫，將反應生成的沉淀洗滌、干燥，得到石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結；其中加入的(040)晶面BiVO₄粉體與GO溶液中GO的質(zhì)量比為(3～5):1。

2.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，所述步驟1中前驅(qū)液A中Bi³⁺的濃度為0.1～0.3mol/L，稀HNO₃的濃度為1～3mol/L。

3.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，所述步驟2和步驟4中的干燥是在60～80℃恒溫干燥8～10h。

4.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，所述步驟3中GO溶液中氧化石墨烯的濃度為0.01～0.02g/mL。

5.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，所述步驟3中稀硝酸和NaOH溶液的濃度為2～4mol/L，稀硝酸和NaOH溶液的加入速度為1～3滴/秒。

6.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，所述步驟3中每次超聲分散并攪拌均勻，均是先在40～60℃下以80～100W的功率超聲分散60～80min，再攪拌10～30min。

7.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法，其特征在于，所述步驟3中乙醇水溶液的體積分數(shù)為40％～60％。

8.權利要求1-7中任意一項所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結的制備方法制得的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結，其特征在于，所述石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結中BiVO₄的結構為單斜相，BiVO₄的(040)晶面暴露且表面光滑，石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結中BiVO₄與RGO兩相共存，形成異質(zhì)結結構。

9.根據(jù)權利要求8所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結，其特征在于：所述石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結在可見光照下的降解率是純(040)晶面BiVO₄粉體的3.9倍。

10.權利要求8或9所述的石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結在光催化降解有機污染物方面的應用。