[发明专利]形貌可控的磷酸铋光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磷酸铋光催化剂的合成技术领域，具体涉及一种形貌可控的磷酸铋光催化剂的制备方法。

背景技术

光催化降解污染物作为一项高级氧化技术，用于环境修复极具应用前景，也得到了越来越多的关注。而光催化剂是这项技术的核心，在众多的半导体光催化剂中，TiO₂由于其生物惰性、强氧化性、低成本、高效率、耐光腐蚀和化学腐蚀性，强稳定性等特点被认为是最适合用于环境污染的治理。但TiO₂仍有一些自身难以克服的缺点，如太阳光利用率低，光生空穴-电子的复合率高，分离回收困难。因此，开发新型的光催化剂成为光催化领域的一个重要研究方向。

近年来对BiPO₄光催化活性的研究逐渐增多，BiPO₄表现出很高的紫外光催化活性。光催化剂的晶相结构、形貌尺寸等是影响其紫外光催化活性的主要因素，而这些又与其合成方法和制备条件有着密不可分的关系。而通常的BiPO₄制备的方法有共沉淀法，水热法和固相法等，因BiPO₄很容易形成块状以及棒状，这些常规方法对于改变BiPO₄的形貌和尺寸比较困难。溶剂热法是常用的有机物诱导法可以制备出具有一定形貌的光催化剂，近年一些研究者通过此方法研究出了少许BiPO₄的新形貌，但是其光催化活性有待提高。因此，寻找一种形貌可控并且光催化活性高的新型BiPO₄合成方法具有重要意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种形貌可控的磷酸铋光催化剂的制备方法，该制备方法简单易行，所得的产品具有较高的光催化活性。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，形貌可控的磷酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将乙二醇和甘油置于反应容器中搅拌混合均匀，然后加入酒石酸继续搅拌混合均匀得到混合溶液；（2）向步骤（1）得到的混合溶液中加入五水合硝酸铋并搅拌混合均匀，然后加入与五水合硝酸铋等摩尔的可溶性磷酸盐，搅拌混合均匀后转入水热反应釜中于160℃溶剂热反应24h，离心分离，洗涤，60℃真空干燥12h，制得不同微观形貌的磷酸铋光催化剂；其中酒石酸与五水合硝酸铋的摩尔比为3:1时制得由平均直径为25nm的不规则颗粒组装成的平均直径为1250nm的多孔南瓜；酒石酸与五水合硝酸铋的摩尔比为1.5:1时制得由平均厚度为12nm的纳米片组装成的平均直径为880nm的多孔六棱柱体；酒石酸与五水合硝酸铋的摩尔比为0.75:1时制得由平均厚度为17nm的纳米片组装成的平均直径为900nm的多孔圆柱体。

进一步限定，步骤（1）中所述的乙二醇和甘油的体积比为1:1。

进一步限定，步骤（2）中所述的可溶性磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸钠或磷酸铵。

本发明与采用其它方法制备的BiPO₄光催化剂相比具有以下优点：（1）本方法为常见的溶剂热法，操作简单易行；（2）本方法仅通过改变酒石酸与五水合硝酸铋的摩尔配比即可实现对产品微观形貌的调变，简单易行；（3）本方法制备的BiPO₄形貌新颖且具有较高的光催化活性。

附图说明

图1-3是本发明实施例1在不同的原料配比下制得的磷酸铋光催化剂的微观形貌图，图4是本发明实施例1制备的磷酸铋光催化剂1对罗丹明B的降解率曲线。

具体实施方式  

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1