[發(fā)明專利]一種銦酸銻鉍光催化材料及其制備與應用

有效

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• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109772293B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 喬學斌;李東振;趙君亞
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了一種銦酸銻鉍光催化材料及其制備與應用，屬于無機光催化材料領域。該銦酸銻鉍光催化材料的化學式為BiSb₃In₂O₉，采用溶膠凝膠法制備得到。本發(fā)明制備方法簡單易行，原料來源豐富，且制備的材料顆粒度分布均勻、化學穩(wěn)定性好，在紫外及可見光區(qū)域具有良好的光吸收能力，可以有效地降解有機污染物亞甲基藍，140分鐘光催化降解亞甲基藍的降解率可以達到85％，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及無機光催化材料領域，具體涉及一種銦酸銻鉍光催化材料及其制備與應用。

背景技術

1970年初，人們發(fā)現(xiàn)了TiO₂作為一種活性光催化劑，在紫外光照射下可用于水的分解和有機物的降解，自此之后，大量的半導體光催化劑得到了廣泛的研究。近年來，空氣和水污染等環(huán)境問題為環(huán)境修復領域的持續(xù)發(fā)展和應用研究提供了動力。

在半導體光催化系統(tǒng)中，當光催化劑受到能量大于其帶隙(hv≥E_g)的光照射到時，價帶的電子就會獲得光子的能量而躍遷至導帶，形成光生電子(e^-)；而價帶中則相應地形成光生空穴(h⁺)，這時就會產(chǎn)生電子-空穴對。光生電子-空穴對可以在無化學作用下重組或遷移到復合半導體的表面，進而可以進行特定的氧化還原過程，使有機污染物分子被氧化分解為二氧化碳和水。因此，光催化過程的效率取決于(I)參與氧化還原反應的載流子的數(shù)量和(II)電子空穴對在光激發(fā)下能否產(chǎn)生有效的分離。高重組率和可見光照射下有限的利用效率是基于半導體光催化劑發(fā)展的兩種限制因素。銦基和鉍基氧化物半導體有著良好的光催化活性，已被廣泛應用于光解水制氫和分解有毒有機分子，它們的微觀結構具有較強的包容性，可在一定程度上滿足摻雜改性要求。對現(xiàn)有光催化劑進行改性和發(fā)展新型的光催化劑都在一定程度上使該領域得到了發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種銦酸銻鉍光催化材料，光催化活性好。

本發(fā)明的目的之二是提供上述銦酸銻鉍光催化材料的制備方法，步驟簡單。

本發(fā)明的目的之三是提供上述銦酸銻鉍光催化材料的應用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種銦酸銻鉍光催化材料，其化學式為BiSb₃In₂O₉。

本發(fā)明還提供上述銦酸銻鉍光催化材料的制備方法，具體步驟是：

(1)按化學式BiSb₃In₂O₉中各元素的化學計量比，分別稱取含鉍離子Bi³⁺的化合物、含銻離子Sb³⁺的化合物和含銦離子In³⁺的化合物，并將含鉍離子Bi³⁺的化合物溶解于鹽酸或硝酸中，將含銻離子Sb³⁺的化合物溶解于鹽酸或去離子水中，將含銦離子In³⁺的化合物溶解于硝酸或去離子水中，同時在上述三種溶液中分別加入金屬離子摩爾量1.5倍至2倍的絡合劑，得到各原料的混合液；

(2)將各原料的混合液緩慢混合到一起，在溫度為50～100℃的條件下攪拌4～6小時，靜置、烘干后得到蓬松的前驅(qū)體；

(3)將前驅(qū)體置于馬弗爐中在空氣氣氛下預煅燒，預煅燒溫度為250～500℃，煅燒時間為2～10小時；

(4)自然冷卻后，研磨并混合均勻，之后置于馬弗爐中在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為530～720℃，煅燒時間為1～8小時，自然冷卻后，研磨均勻即得到銦酸銻鉍光催化材料。