[發明專利]一種金屬離子摻雜釩酸鹽納米催化劑的合成方法

在審

• 申請號: 201810091914.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108479749A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 方東;鮑瑞;易健宏;李秀娟;李才巨;游昕
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01J23/648;B01J23/847;B01J23/888;B01J23/889;B01J35/02;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/30
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李強

本發明涉及一種金屬離子摻雜釩酸鹽納米催化劑的合成方法，屬于光催化劑制備技術領域。將過渡金屬鹽、偏釩酸銨、二水合草酸、六次亞甲基四銨按一定比例溶于蒸餾水中，超聲溶解得到前驅體，將前驅體移入含有基底的高壓反應釜中進行水熱反應，反應結束后將負載有過渡金屬釩酸鹽納米線的基底洗凈，干燥，之后將負載有過渡金屬釩酸鹽納米線的基底在10?100℃下浸泡在可溶性金屬鹽溶液中，取出、清洗、干燥，最后通過煅燒處理得到所述的一種金屬離子摻雜釩酸鹽納米光催化劑，本發明制備工藝簡單，反應條件溫和且因納米線比表面積大、反應時間短，全過程無二次污染物產生，制備的光催化劑具有優良的光催化性能，能夠在太陽光下降解有機污染物或光解水產氫或去除氣相中有機物。

技術領域

本發明涉及一種金屬離子摻雜釩酸鹽納米催化劑的合成方法，屬于納米光催化劑材料制備技術領域。

技術背景

隨著現代工業的不斷發展，環境問題和能源危機是人類社會面臨和急需解決的重大課題。太陽能是一種永不枯竭的自然能源，在資源日益減少的今天，太陽能的開發是替代傳統能源的方法之一，而當前半導體太陽能催化技術則是很好的結合了能源和環境兩大問題的一個關鍵點，因為通過將太陽能光子照射，光催化劑激發載流子遷移，使水轉化為潔凈的可以進行實際應用的氫能源，將非常有效的解決化石能源枯竭、氣體溫室、環境效應等帶來的危機，而光催化降解利用空穴載流子的氧化作用可以很好的消除有毒有機污染物利用光催化降解環境污染物，提高能源的循環利用，具有在室溫條件，將進一步成為解決環境污染問題的一條廉價可行的途徑。

釩酸鹽是一類優良的功能材料，被廣泛應用于熒光及激光材料領域。最新的研究表明，單斜晶相釩酸鹽因其較窄的窄帶寬度(2.3～2.4eV),在可見光區較高的光催化活性，而表現出良好的光催化領域的發展潛力。已報道的有釩酸鉍、釩酸銀、釩酸銦、釩酸鐵、釩酸鋅、釩酸錫、釩酸鎢等均是高活性光催化劑。然而，由于釩酸鹽光催化劑的光量子效率較低和光生電子-空穴對的復合幾率較高，導致其光催化劑效率受限。因此，為了提高釩酸鹽的光催化活性，需要將釩酸鹽與金屬離子摻雜。

金屬離子可以提供電子轉移軌道，能增強光生載流子在界面的俘獲；稀土離子半徑較大，摻雜晶格后，易引起晶格畸變，使晶格內化學鍵發生扭曲，產生氧空位，作為光生空穴的俘獲中心，增加了光生電子空穴的分離時間，促進其發生分離，從而提高催化性能。