[發明專利]一種片層花狀Mn(VO3

在審

• 申請號: 202111312343.8
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN113856732A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張涵;徐樂瑤;閆軍鋒;雷曉藝;張云堯;戴揚
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J23/34;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 申玲紅

本發明公開了一種片層花狀Mn(VO₃)₂復合g?C₃N₄光催化劑及其制備方法和應用；制備方法為：(1)以去離子水為溶劑，分別配制乙酸錳溶液和偏釩酸銨溶液，然后將乙酸錳溶液與偏釩酸銨溶液混合，攪拌均勻得到混合液A；(2)采用乙酸溶液將混合液A的PH值調至5.2?5.6，繼續攪拌2?3h，得到前驅體溶液；(3)向前驅體溶液中加入g?C₃N₄粉體，攪拌3?4h，然后將其轉移至帶有聚四氟乙烯內襯的高壓釜中，于170?190℃下密閉反應17?20h；(4)反應結束待其冷卻至室溫后，倒掉上層溶液，得到黑棕色沉積物，先后用去離子水和乙醇充分洗滌，干燥，得到片層花狀Mn(VO₃)₂復合g?C₃N₄光催化劑。本發明采用一步水熱法，制備工藝簡單，適宜批量生產，為應用研究奠定良好基礎，在光催化領域具有良好前景。

技術領域

本發明屬于光催化技術領域，具體涉及一種片層花狀Mn(VO₃)₂復合g-C₃N₄光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

在當前的光催化領域研究中，一些氧化物半導體材料(如TiO₂、ZnO)已被廣泛應用，然而，二氧化鈦具有比較大的帶隙能(Eg＝3.2ev)，需在紫外光照射下才能發生電子躍遷，但自然光中紫外光不足5％，故其對太陽光的利用率非常低，即在太陽光下，它的光催化降解效率比較低。隨著人們對光催化認識的不斷深入，半導體材料在光催化領域得到深入發展。

金屬釩酸鹽是一類優良的功能材料。最新的研究表明，某些釩酸鹽在光催化領域存在著巨大的應用潛力，是一類新型的高活性光催化劑。在釩酸錳中，釩、錳原子因其特殊的結構，擁有良好的光學性能。

材料的形態及制備方法也是影響其物理化學性能的關鍵因素，當材料尺寸達到納米級時，材料的表面效應、量子尺寸等效應會導致納米材料的性能明顯優于相應塊體材料的性能，從而顯現出不同的物理化學性能，因此，通過不同方法制備不同形態的釩酸錳納米材料對于其應用具有重要的研究意義。其次，提高催化劑光催化活性的一項有效措施是改善光生電子與光生空穴的分離-結合幾率。研究表明，二元或多元半導體復合技術可以達到此目的，復合的新材料既能有效調節單一材料的性能，又會產生出許多新的光化學、光物理方面的特性。

W.D.Huang等人通過水熱法成功制備了釩酸錳納米帶，但該制備方法耗時過長，制備成本高。申請號為201410400470.7、名稱為“一種納米針狀結構釩酸錳自清潔涂料”的專利公開了一種釩酸錳納米針狀結構。Sandeep Kaushal等人采用水熱法制備的ZnO/Mn(VO₃)₂復合光催化劑在紫外光和可見光下表現出良好的光催化降解效果。Pu等人通過表面化學沉淀法制備了Ag₂O/g-C₃N₄光催化劑，Ag₂O的光催化性能得到提高。Yu等人制備的直接z型g-C₃N₄/Ag₂WO₄光催化劑對有機污染物的降解表現出了較高的光催化性能。基于以上相關研究進展以及不同形貌、不同復合物及制備方法對材料性能的影響，關于釩酸錳復合物的材料在光催化領域的研究還需攻克。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、成本低且催化性能優異的片層花狀Mn(VO₃)₂復合g-C₃N₄光催化劑及其制備方法和應用。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：