[发明专利]可见光响应的氧化物光催化剂Li2M2Mo3O12及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可见光响应的氧化物光催化剂Li₂M₂Mo₃O₁₂及其制备方法，属于无机光催化材料领域。

背景技术

环境污染是世界各国十分关注的问题，已经导致了人们生活的饮用水源、工业水源质量不断下降，导致大气污染不断加剧，造成生态环境的不断破坏，对人类的生存构成严重威胁。为了解决这些问题，人们通过各种方法控制和治理环境污染。

从20世纪70年代末期，人们提出了利用光催化剂分解水中和大气中的农药以及恶臭物质等有机物，以及涂有光催化剂的固体表面的自我清洁等应用实例；目前，使用的光催化剂主要为二氧化钛，已经利用二氧化钛对水中和大气中的农药和恶臭物质等有机物进行分解，然而二氧化钛的带隙是3.2eV,只有在比400nm短的紫外线的照射下才能显现出活性，只能在室内或者有紫外灯的地方工作，几乎不能利用可见光，这大大的限制了二氧化钛光催化剂的使用。

考虑到光催化剂在分解有害物质中的实用性，利用太阳光作为光源是不可缺少的，照射向地表的太阳光中波长在500nm附近可见光的强度最大，波长为400nm-750nm的可见光区的能量大约是太阳光总能量的43%，所以为了高效的利用太阳光谱，寻找具有可见光响应的光催化剂引起了人们的重视，铋系光催化剂的开发和研究已经取得了一系列重大的成果，三价铋的复合物，如BiVO₄和Bi₂WO₄被报道在可见光下具有良好的吸收，而五价铋同样也引起了广泛的应用。

目前报道的具有可见光响应的光催化剂种类仍很有限，所以研究和开发新的具有可见光响应的高效光催化剂是非常必要，文献[Zhou Di; Randall Clive A.; Pang Li-Xia等, Microwave Dielectric Properties of Li₂(M²⁺)₂Mo₃O₁₂ and Li₃(M³⁺)Mo₃O₁₂ (M=Zn, Ca, Al, and In) Lyonsite-Related-Type Ceramics with Ultra-Low Sintering Temperatures，JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY , 2011，94（3）: 802-805]报道了氧化物Li₂M₂Mo₃O₁₂ (M=Ca, Zn)的结构与微波介电性能，考虑到目前尚无有关该类化合物光催化性能的研究报道，我们对氧化物Li₂M₂Mo₃O₁₂ (M=Ca, Zn, Mg)进行了光催化性能研究，结果发现该类化合物具有优异的可见光响应的光催化性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种可见光响应的氧化物光催化剂Li₂M₂Mo₃O₁₂及其制备方法。

本发明涉及的具有可见光响应的氧化物光催化剂的化学组成通式为：Li₂M₂Mo₃O₁₂，其中M为Ca、Zn和Mg中的一种。

上述可见光响应的氧化物光催化剂的制备方法具体步骤为：

(1)将99.9%分析纯的化学原料Li₂CO₃ 、MO和MoO₃按Li₂M₂Mo₃O₁₂化学式称量配料，其中M为Ca、Zn和Mg中的一种。

(2)将步骤(1)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨2~8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。

(3)将步骤(2)所得粉料在550~600℃预烧，并保温6~8小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，达到2μm，即得到氧化物光催化剂Li₂M₂Mo₃O₁₂粉末。