[发明专利]一种带状Bi17V3O33/Bi1.7V8O16光催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种带状Bi₁₇V₃O₃₃/Bi_1.7V₈O₁₆光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

金属钒酸盐是一类优良的功能材料，在荧光及激光领域，锂离子电池领域等有着广泛的应用。Bi₁₇V₃O₃₃就是其中的一种固体电解质化合物，Bi₁₇V₃O₃₃结晶于四方相，其XRD图谱的主要衍射峰与8-Bi₂O₃图谱接近，具有非常规则的VO₄四面体，其晶体结构中存在大量的氧空位缺陷。Bi_1.7V₈O₁₆是一种典型的A_xM₈O₁₆组成锰钡矿类家族化合物，具有正方对称结构，其中V原子具有混合价态，平均化合价为3.36，具有良好的电性能和磁性能。由于二者都具有良好的载流子运输潜能，因此作为光催化剂在光催化反应中具有很大的优势。

表面活性剂被誉为“工业味精”，是一类极具特色的有机化学物，在湿化学法制备纳米粉体的过程中，表面活性剂利用了它的静电斥力稳定作用和空间位阻稳定作用，通过形成胶体保护层，在空间上阻碍胶粒的靠拢，减小胶粒之间的内聚力，降低团聚的强度，从而控制粉体的团聚形态，改善其颗粒的分布形态。

迄今为止，利用二次微波水热法制备带状Bi₁₇V₃O₃₃/Bi_1.7V₈O₁₆复合光催化剂的工作尚未见报道，也没有专利和文献报道过用二次微波水热法制备长带状Bi₁₇V₃O₃₃/Bi_1.7V₈O₁₆复合光催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带状Bi₁₇V₃O₃₃/Bi_1.7V₈O₁₆复合光催化剂及其制备方法和应用，采用两次微波处理，反应时间短，工艺流程简单，制得的复合光催化剂表面积较大，粒度分布均匀。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带状Bi₁₇V₃O₃₃/Bi_1.7V₈O₁₆光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将铋盐溶于水中，搅拌均匀，得到铋盐溶液；将钒盐溶于热水中，加热搅拌至钒盐完全溶解，得到钒盐溶液；

步骤2，将铋盐溶液和钒盐溶液按照Bi:V＝1:1的摩尔配比混合，搅拌均匀，得到混合液；向混合液中加入矿化剂，调节混合液的pH值为12.5～13，继续搅拌40～60min，形成前驱体；

步骤3，将前驱体放入微波水热反应釜中，将微波水热反应釜放入微波水热反应仪中，以300W的功率，在190～210℃下保温30～50min进行反应，反应完成后自然冷却至室温，然后将反应生成的沉淀取出，洗涤、干燥，得到基础粉体；

步骤4，将基础粉体分散于溶剂中，搅拌均匀，得悬浊液；将表面活性剂溶解于水中，搅拌均匀，得表面活性剂溶液；将含有稀土元素的原料溶解于水中，搅拌均匀，得稀土溶液；

步骤5：将悬浊液与表面活性剂溶液混合均匀，得混合液，混合液中基础粉体与表面活性剂的质量比为1:(0.06～0.405)，调节混合液的pH＝3～8.05，搅拌均匀，再向混合液中加入稀土溶液，搅拌均匀，得前驱体溶液，前驱体溶液中稀土元素与基础粉体中含有的Bi元素的摩尔比为(5～8):100；