[发明专利]一种Ag-(010)晶面BiVO4

说明书

本发明公开了一种Ag‑(010)晶面BiVO₄@RGO光催化剂其制备方法，用水热法制备出(010)暴露晶面的BiVO₄表面异质结，将其与片状氧化石墨烯、AgNO₃加入乙醇溶液中搅拌、超声处理，形成前驱溶液，再将前驱溶液用光照还原法制备了Ag‑(010)晶面BiVO₄@RGO光催化剂。增加光催化剂了近红外区光吸收，使其具有在可见光区和近红外区的降解有机污染物催化效应。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种Ag-(010)晶面BiVO₄@RGO光催化剂及其制备方法。

背景技术

BiVO₄是一种具有可见光活性的光催化剂，它有三种晶体结构：单斜白钨矿、四方锆石和四方白钨矿。其中单斜相的可见光活性最高。由于其具有能隙窄、可见光催化活性高等优点被广泛应用于光催化领域。然而BiVO₄催化剂存在比表面积小、光量子利用率低、电子和空穴复合几率高、吸附性能差、光生载流子难以迁移等问题，通过两方面可以提高BiVO₄的光催化性能，1)BiVO₄表面贵金属沉积被认为是一种有效的捕获电子的改性方法，贵金属等沉积在半导体表面后，可以和半导体形成肖特基势垒，起到捕获光生电子、降低电子－空穴对复合的作用，从而提高半导体材料的光催化性能。2)两种半导体复合可以在光催化剂中形成激发电子的俘获陷阱，也可以达到延长电子－空穴对寿命的目的。以上改性研究虽然可以部分改善光催化剂的性能，但仍然存在诸多问题。如贵金属沉积工艺复杂、制备条件苛刻；复合半导体中的电子陷阱也可能成为电子－空穴对的复合中心。

氧化石墨是天然石墨经强氧化剂氧化得到一种层状化合物，其层间距远大于石墨。氧化后石墨片层上可以形成C-O-C、C-OH等极性基团，因而氧化石墨具有比表面积大、层间离子交换能力强等特点，这些特点有利于氧化石墨与无机材料的复合。并且以氧化石墨作为载体所制备的纳米复合材料显示出优越的光催化性，而且其成本很低，因而具有潜在的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ag-(010)晶面BiVO₄@RGO光催化剂及其制备方法，采用光照还原法进行复合，工艺流程较其它化学合成法简单，成功的制备出Ag-(010)晶面BiVO₄@RGO光催化剂，使BiVO₄在近红外区对有机物有催化降解方面的应用。

为了达到上述目的，本发明采用的制备方法为：

步骤1：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于稀HNO₃中，搅拌10～50min后再加入NH₄VO₃，搅拌80～140min，形成前驱液A；其中Bi(NO₃)₃·5H₂O与NH₄VO₃的摩尔比为1:1，前驱液A中Bi³⁺的浓度为0.1～0.3mol/L；

步骤2，将前驱液A在70～90℃下水热反应13～16h，反应结束后，将沉淀洗涤、干燥，得到(010)晶面BiVO₄粉体；

步骤3，取0.5g(010)晶面BiVO₄粉体加入到20～60mL乙醇中，先超声分散处理，后紫外光照处理，制得前驱液B；

步骤4，取0.005g片状氧化石墨烯GO加入20～60mL去离子水中，通过超声分散处理后制得前驱液C；