[發明專利]一種鉬酸鉍石墨烯氣凝膠復合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201810383010.6
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108620060A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 劉湘;王玨;張倩文;夏詠梅;王海軍
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;B01J37/10;B01J37/34;B01J37/16;B01J37/02;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種鉬酸鉍石墨烯氣凝膠復合物及其制備方法，屬于光催化劑制備的技術領域。本發明采用氧化石墨烯為原料，以四水合七鉬酸銨和無水硝酸鉍制備Bi₂MoO₆的原料，經溶劑熱和冷凍干燥處理，最終得到3D Bi₂MoO₆/還原氧化石墨烯氣凝膠復合物。合成的3D Bi₂MoO₆/還原氧化石墨烯氣凝膠復合物的電子?空穴對壽命更長，其對有機污染物的吸附能力及對可見光的吸收能力也均增強，使得可見光下對有機污染物催化降解活性更高。3D Bi₂MoO₆/還原氧化石墨烯氣凝膠復合物光降解率是Bi₂MoO₆的2.1倍，是還原氧化石墨烯氣凝膠的2.46倍，具有較高的實際應用價值。

技術領域

本發明涉及一種鉬酸鉍石墨烯氣凝膠復合物及其制備方法，屬于光催化劑制備的技術領域。

背景技術

目前，隨著工業的快速發展，環境污染問題尤其是有機污染物問題日益嚴重。一般而言，吸附是解決有機污染物的重要方法之一。在眾多吸附材料中三維多孔結構的還原氧化石墨烯氣凝膠(GA)，由于其具有成本低，操作方便，表面積大，開放孔大等優點，因而對有機污染物的吸附率很高(Acs Applied Materials&Interfaces,2012,4(8),pp 4373–4379)。盡管還原氧化石墨烯氣凝膠被認為是一種有效的處理有機污染物的吸附材料，但有毒有機污染物僅被聚集在一起，而不是被GA降解為無毒物質，后續處理可能造成二次污染。此外，GA吸附材料難以再生，并且在達到其飽和時需要處理以釋放污染物。因此，基于GA吸附材料的所有上述缺點，應該開發一種新的方法來完全降解GA吸附材料中的污染物。

近年來，三維多孔結構GA與半導體光催化劑結合制備成的半導體/GA復合材料，不僅能夠解決GA吸附材料吸附容量有限和再生困難的問題，而且可以增加吸附容量和粉狀光催化劑的分散度。此外，半導體光催化劑可以均勻分布在三維結構GA的框架內，大大減少了粉末狀光催化劑的聚集，并且顯示出更多的活性位點。由于低密度特性，3D多孔結構半導體/GA復合材料可以容易地浮在污染水上，大大增加了三維結構半導體/GA復合光催化劑與可見光之間的接觸面。因此，包括TiO₂/GA復合物，SnO₂/GA復合物和Cu₂O/GA復合物的混合半導體在有機污染物處理中顯示出有前景的應用。

鉍基半導體作為新型光催化劑，由于其顯著的光催化性能而引起研究界的廣泛關注。鉬酸鉍(Bi₂MoO₆)作為n型半導體，其Eg約為2.6eV，在可見光下具有很好的光催化性能。近年來，花朵狀Bi₂MoO₆空心球，(Journal of Materials Chemistry,2011,21,887–892)Er³⁺摻雜的Bi₂MoO₆等研究均顯示出Bi₂MoO₆優異的光催化活性(Applied Catalysis B:Environmental110,2011,221–230)。盡管Bi₂MoO₆在光催化領域具有一定的應用前景，但其比表面積低，可見光吸收低，光生電荷載體快速復合，阻礙了其實際應用。因此，提高Bi₂MoO₆的可見光吸收速度和光生電荷載體快速復合，從而促進Bi₂MoO₆在實際應用中的光催化效果。

發明內容

本發明第一個目的是提供一種高催化降解活性的3D Bi₂MoO₆/還原氧化石墨烯氣凝膠復合物的制備方法，所述方法的具體步驟如下：

(1)將氧化石墨烯(GO)懸浮液超聲1-3小時以形成均勻溶液；