[发明专利]一种具有可见光响应的铬铁钒酸盐光催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有可见光响应的铬铁钒酸盐光催化材料，其特征在于，其化学式为CrFe(VO₄)₂，其形貌为颗粒状，颗粒粒径为小于10微米。

2.如权利要求1所述的一种具有可见光响应的铬铁钒酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于，所述方法为高温固相反应法，包括以下步骤：

(1)按化学式CrFe(VO₄)₂中相应元素的化学计量比，分别称取含有铬离子Cr³⁺的化合物、含有铁离子Fe³⁺的化合物、含有钒离子V⁵⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

(2)将上述步骤(1)中混合物在空气气氛下预煅烧，煅烧温度为300～500℃，煅烧时间为3～15小时，自然冷却；

(3)将预煅烧的混合物研磨并混合均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为500～1000℃，煅烧时间为5～20小时，自然冷却后得到铬铁钒酸盐光催化材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的含铬离子Cr³⁺的化合物为氧化铬、碳酸铬、硝酸铬、硫酸铬或氢氧化铬中的一种；所述的含铁离子Fe³⁺的化合物为氧化铁、碳酸铁、氢氧化铁、硝酸铁、硫酸铁或氯化铁中的一种；所述的含有钒离子V⁵⁺的化合物为五氧化二钒或偏钒酸铵中的一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的煅烧温度为350～500℃，煅烧时间为5～12小时；步骤(3)中所述的煅烧温度为500～900℃，煅烧时间为9～15小时。

5.如权利要求1所述的一种具有可见光响应的铬铁钒酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于，所述方法为化学溶液法，包括以下步骤：

(1)按照化学式CrFe(VO₄)₂中相应元素的化学计量比称取原料：含铬离子Cr³⁺的化合物、含有铁离子Fe³⁺的化合物、含有钒离子V⁵⁺的化合物，将称取的原料分别溶解于稀硝酸中；

(2)在含有钒离子V⁵⁺的溶液中，在搅拌过程中添加钒离子V⁵⁺摩尔量1.5～2倍的络合剂，得到络合钒离子V⁵⁺的络合液；

(3)将上述钒离子V⁵⁺的络合液在温度为20～60℃的条件下搅拌1～5小时后，分别缓慢加入含铬离子Cr³⁺化合物和含有铁离子Fe³⁺化合物的溶液，两者的加入不分先后顺序，在温度为60～100℃的条件下搅拌1～5小时，静置、烘干后得到蓬松的前驱体；

(4)将上述前驱体在空气气氛中进行第一次煅烧，煅烧温度为250～500℃，煅烧时间为1～15小时，自然冷却后，研磨并混合均匀，在空气气氛中进行第二次煅烧，煅烧温度为500～800℃，煅烧时间是3～20小时，得到铬铁钒酸盐光催化材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的含铬离子的化合物为氧化铬、碳酸铬、硝酸铬、硫酸铬或氢氧化铬中的一种，所述的含铁离子的化合物为氧化铁、碳酸铁、氢氧化铁、硝酸铁、硫酸铁或氯化铁中的一种，所述的含有钒离子的化合物为五氧化二钒或偏钒酸铵中的一种；步骤(2)中所述的络合剂为柠檬酸、草酸中的一种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述第一次煅烧，煅烧温度为300～500℃，煅烧时间为3～9小时，所述第二次煅烧，煅烧温度为500～650℃，煅烧时间为5～15小时。