[发明专利]可见光响应的光催化剂K2MoV2O9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光催化剂K₂MoV₂O₉及其制备方法，属于无机光催化材料领域。

背景技术

随着社会经济的发展, 人们对于能源和生态环境越来越关注, 解决能源短缺和环境污染问题是实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。

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。光催化反应的原理是光催化剂在吸收了高于其带隙能量的光子后，生成了空穴和电子，这些空穴和电子分别进行氧化反应和还原反应，达到分解有害化学物质、有机生物质和杀菌的目的。光催化剂有许多种, 其中最有代表性的是二氧化钛(TiO₂)，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，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、Bi₂MoO₆、Bi₂Mo₂O₉、Bi₂Mo₃O₁₂和Bi₂WO₄被报道在可见光下具有良好的吸收。一系列铌（钽）酸盐光催化剂由于具有较高的光催化活性而被广泛研究。例如，铌酸盐光催化剂Pb₃Nb₄O₁₃、BiNbO₄和Bi₂MNbO₇（M=Al、Ga、In、Y、稀土元素或Fe）等和铌钾复合氧化物光催化剂如KNbO₃、KNb₃O₈、K₄Nb₆O₁₇和K₆Nb_10.6O₃₀等都具有较好的光催化性能。

    虽然光催化研究已进行了若干年,但目前报道的具有可见光响应的光催化剂种类仍很有限，仍存在着光转换效率低、稳定性差和光谱相应范围窄等问题,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。已有文献[Abanin, V., Shakirov, I., Chekryshkin, Yu., Russ. J. Inorg. Chem. (Engl. Transl.), 32, 1764, (1987)]报道了化合物K₂MoV₂O₉的晶体结构，但是没有涉及有关光催化性能及其应用。为了探索新的具有可见光响应的高效光催化剂，我们对K₂MoV₂O₉复合氧化物进行了光催化性能研究，结果发现K₂MoV₂O₉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具有可见光响应的光催化剂K₂MoV₂O₉及其制备方法。

本发明涉及的具有可见光响应的光催化剂的化学组成式为: K₂MoV₂O₉。

上述可见光响应的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K₂CO₃、MoO₃和 V₂O₅，按K₂MoV₂O₉化学式称量配料。