[發明專利]一種鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210146960.3
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114392750A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 周衛;姜永旺;李貞子;王世杰;郭麗萍
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B01J23/843
• 分類號: B01J23/843;B01J37/16;C02F1/32;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明屬于新材料技術領域，涉及一種鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料及其制備方法與應用。其制備方法為：將硝酸鉍、硝酸鐵溶解于有機溶劑中，再加入羥基羧酸類螯合劑至全部溶解，然后滴加氨水混合均勻后烘干、研磨，將研磨后的樣品在空氣氛圍下進行煅燒處理，然后在惰性氣氛下使用硼氫化物在加熱條件下進行還原反應，即得。本發明提供的鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料能夠使金屬與光催化材料結合的更為緊密具有更加優越的結構穩定性，并且不需要使用額外的化學試劑降低成本的同時也具有較高的光催化活性。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，涉及一種鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料及其制備方法與應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

據發明人研究了解，部分金屬離子摻雜的鐵酸鉍可以提升鐵酸鉍的光催化性能，但由于進行的是鐵酸鉍與金屬離子的摻雜，必然會引起結構的不穩定性從而影響光催化劑的使用壽命，并且需要使用另外的試劑，從而導致成本會有所增加。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料及其制備方法與應用，鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料能夠使金屬與光催化材料結合的更為緊密具有更加優越的結構穩定性，并且不需要使用額外的化學試劑降低成本的同時也具有較高的光催化活性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一方面，一種鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料，鐵酸鉍為基體，基體上摻雜金屬鉍，且金屬鉍在鐵酸鉍上原位生長。

另一方面，一種鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料的制備方法，將硝酸鉍、硝酸鐵溶解于有機溶劑中，再加入羥基羧酸類螯合劑至全部溶解，然后滴加氨水混合均勻后烘干、研磨，將研磨后的樣品在空氣氛圍下進行煅燒處理，然后在惰性氣氛下使用硼氫化物在加熱條件下進行還原反應，即得。

優選地，有機溶劑為丙醇、丙三醇、異丙醇、乙二醇、乙二醇甲醚中的一種或幾種混合溶液。

優選地，煅燒處理的過程為程序升溫，程序升溫的起始溫度為80～100℃，程序升溫的終止溫度為580～600℃。

優選地，還原的加熱條件為：溫度為200～600℃，時間為20～60min。

第三方面，一種上述鉍/鐵酸鉍可見光催化劑材料在光催化降解中的應用。

通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果。

(1)本發明提出了一種具有良好的普適性的鉍/鐵酸鉍可見光催化材料的制備方法，將硝酸鉍和硝酸鐵溶解后加入羥基羧酸類螯合劑和氨水所制備的鉍/鐵酸鉍復合材料所使用原料價格低廉，適用于大規模生產。

(2)本發明的制備方法靈活可控，通過選擇合適的比例的硝酸鉍和硝酸鐵，可以根據需要制備得到不同含量金屬鉍摻雜的鐵酸鉍光催化復合材料，制備的材料具有較強的結構穩定性能夠得到重復利用。

(3)本發明通過選擇合適的鉍源、鐵源、溶劑、絡合劑及反應過程的協同配合，構成整體的技術方案，最終制備得到了原位生長金屬鉍的鐵酸鉍基光催化劑材料，該復合材料中金屬鉍的含量通過加入硝酸鉍的量能夠得到調控。

附圖說明

構成本發明的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為本發明實施例制備過程得到的最終產物Bi/BiFeO₃復合材料的XRD圖譜；

圖2為本發明實施例制備得到的產物與純相鐵酸鉍的光致發光測試；