[發明專利]Bi4

在審

• 申請號: 202010721850.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111822029A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 彭皓;郭瑞堂;蔡明星
• 申請（專利權）人: 上海毅帆環保科技有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;B01J37/10;C01B32/40;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 上海華工專利事務所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明;許營營

本發明公開Bi₄V₂O₁₁/g?C₃N₄異質結光催化劑及其制備方法和應用，該催化劑包括Bi₄V₂O₁₁和g?C₃N₄，Bi₄V₂O₁₁占催化劑總重量的0.01～50％。催化劑的制備方法包括如下步驟：配方量的g?C₃N₄粉末用乙二醇溶解，得到g?C₃N₄溶液；隨后加入硝酸鉍和釩酸銨，攪拌，得到均勻的溶液；將溶液轉入高壓釜中熱處理，得產物，洗滌、烘干，到Bi₄V₂O₁₁/g?C₃N₄異質結光催化劑；Bi₄V₂O₁₁占催化劑總重量的0.01％～50％；鉍元素和釩元素的摩爾比為1.5～2.5:1。本發明的光催化劑，具有優異的光催化活性，催化還原CO₂性能優異，催化壽命長。工藝簡單，成本低。

技術領域

本發明屬于g-C₃N₄光催化劑技術領域。具體涉及一種Bi₄V₂O₁₁/g-C₃N₄異質結光催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

g-C₃N₄是一種半導體材料，能夠作為光催化劑應用于有機污染物的光降解。g-C₃N₄的合成方法主要有熱縮聚合成法，溶劑熱合成法，電化學沉積法和固相合成法。其中熱縮聚合成法主要是以尿素、三聚氰胺等為原料在400～600℃直接熱縮聚得到。但以尿素為原料采用熱縮聚合成法直接熱縮聚得到的g-C₃N₄存在比表面積小，傳質作用差，光生電子對復合嚴重等問題，影光催化活性。

Bi系化合物如BiOBr，BiMoO，BiTi2O，BiPO4和BiVO4等均可作為良好的光催化劑，Bi系化合物催化劑與g-C₃N₄復合后能夠有效的抑制光生電荷的復合，且g-C₃N₄的穩定性提高。因此，現有技術中常采用Bi系化合物與g-C₃N₄復合，形成復合光催化劑。然而現有的復合光催化劑的制備方法中，通常先分別制備Bi系化合物與g-C₃N₄，然后再將二者復合。其中Bi系化合物的制備常采用傳統的水熱法處理。例如 CN108325554A公開了一種釩酸鉍/石墨相氮化碳符合材料、其制備方法及用途，其制備方法：將表面活性劑與特定鉍離子濃度的水溶液混合，得到溶液A；將酸處理后的石墨相氮化碳與特定釩離子的水溶液混合，得到溶液B；將溶液A加入到溶液B中，并控制鉍釩摩爾比，得到混合液；再進行水熱反應，得到釩酸鉍/石墨相氮化碳復合材料。因此，現有的復合光催化劑的制備方法較為復雜，制備成本高，不利于工業化推廣應用。且催化活性仍然欠佳，因此有待改進。

另外，現有的復合光催化劑主要用于有機污染物的光催化降解，例如降解水中的有機污染物，而用于降解大氣污染物中CO₂的復合光催化劑較少，且催化活性不高，導致CO的產量偏低且采用。然而，近年來，化石燃料的不斷開發和森林植被的嚴重破壞導致CO₂排放過量，從而使溫室效應愈加嚴重，人類的生命安全受到更加大的威脅。為此，研發新型的g-C₃N₄結光催化劑以解決現有技術中的上述技術問題，十分必要。

發明內容