[發(fā)明專利]一種制備BiVO4有效

申請?zhí)枺?/td>	201811310713.2	申請日：	2018-11-06
公開（公告）號：	CN109174082B	公開（公告）日：	2021-04-13
發(fā)明（設計）人：	徐龍君;吳香;劉成倫	申請（專利權）人：	重慶大學
主分類號：	B01J23/34	分類號：	B01J23/34;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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【說明書】：

一種制備BiVO₄/MnO₂復合光催化氧化劑的方法，其屬于無機催化材料領域。本發(fā)明使用一步水熱法制備了BiVO₄/MnO₂復合光催化氧化劑，經(jīng)過干燥和研磨得到復合材料樣品。本發(fā)明方法制備工藝簡單，使用設備本少，能耗少，成本低。制備的BiVO₄/MnO₂復合材料性能穩(wěn)定、比表面積大、光催化活性高同時兼具氧化性，在模擬太陽光的氙燈照射下，用0.1g制備的復合磁性光催化劑降解100mL濃度為10mg/L的羅丹明B溶液，光照3h對羅丹明B的降解率達到97.8％，調(diào)節(jié)溶液pH后光照0.5h對羅丹明B的降解率達到99.8％。本發(fā)明制備出的產(chǎn)品可廣泛用于光催化氧化降解有機污染物的領域中。

技術領域

本發(fā)明涉及一種制備BiVO₄/MnO₂復合光催化氧化劑的方法，屬于無機催化材料技術領域。

背景技術

隨著人們對水體污染和能源危機的重視，利用清潔和豐富的太陽能受到了廣泛的關注。釩酸鉍(BiVO₄)是一種穩(wěn)定的n型半導體材料，而且具有無毒、禁帶寬度小、吸收波長較大的特點，已被證明是一種具有很好應用前景的光催化劑。BiVO₄主要有單斜白鎢礦、四方鋯石和四方白鎢礦三種晶型，其中單斜白鎢礦由于具有較窄的帶隙能(2.4eV)，對紫外光和可見光都能產(chǎn)生響應，但是純BiVO₄的光生電子-空穴對遷移分離困難、表面吸附性能差嚴重地制約了其光催化活性。另外，BiVO₄導帶電位低于氧的單電子還原反應電勢，故光生電子不易被氧氣捕獲，導致電子-空穴對遷移困難，可見光電子產(chǎn)率低，所以其光催化活性仍有待提高。目前制備BiVO₄的方法有水熱法、超聲輔助法、微波合成法、化學沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法、高溫固相法等。

目前通過對BiVO₄摻雜不同元素和復合不同化合物來提高其光催化活性的研究有很多，其中BiVO₄負載金屬氧化物能有效改善電子-空穴對快速復合和在可見光區(qū)光響應差的問題，因此BiVO₄與金屬氧化物的復合開始受到了研究者的青睞。如“Applied CatalysisB Environment”2013年第134-135卷第293-301頁“Preparation of p-n junction Cu₂O/BiVO₄ heterogeneous nanostructures with enhanced visible-light photocatalyticactivity”一文(對比文件 1)，公開的方法是：在先制備BiVO₄的情況下，用多元醇作為介質(zhì)，多步水熱法制備了 Cu₂O/BiVO₄復合p-n異質(zhì)結復合光催化劑。該方法的主要缺點是：(1)Cu₂O為金屬氧化物，其本身對有機染料沒有催化降解的效果；(2)復合催化劑光催化降解染料羅丹明B(MB)溶液時，降解效果差，100mL濃度為10mg/L的MB溶液，催化劑用量為200mg(2g/L)下，降解4h降解率為97.3％。