[发明专利]一种钒酸铋＠磷酸银复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钒酸铋/硝酸银复合光催化剂及其制备方法，属于光催化材料技术领域。所述制备方法通过将BiVO₄、AgNO₃、甲醇依次加入水中分散均匀后，采用氙灯照射并收集沉淀A，得到BiVO₄@Ag；先将KH₂PO₄加入水中完全溶解后，然后加入所得BiVO₄@Ag并分散均匀，再加入H₂O₂溶液并分散均匀，得到混合体系；采用氙灯照射所得混合体系并收集沉淀B，将所得沉淀B清洗后干燥，得到钒酸铋/硝酸银复合光催化剂。本发明实现了Ag₃PO₄(111)面与BiVO₄(040)面的复合，解决了现有BiVO₄光催化活性较低的问题。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，涉及一种钒酸铋/硝酸银复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，利用绿色的太阳能为能源来消除污染物的光催化技术，被认为是解决环境污染的一种有前途和可持续的方法。但传统的光催化技术依赖紫外线，大大限制了其在水处理中的应用，因此，开发高效可见光驱动的光催化剂是目前面临的重大挑战。

单斜白钨矿型钒酸铋(BiVO₄)因其带隙宽度较窄并且具有优异的化学稳定性而在可见光催化领域被人们广泛研究。但是，单纯的BiVO₄受光激发而产生的光生电子-空穴对因迁移速率较低，在体相中的复合几率较高。并且，大多数单一的BiVO₄都是无孔结构或者比表面积较低，从而导致光催化活性较低。因此，如何提高BiVO₄的光生电子-空穴对的分离效率，是亟待解决的问题。

光催化活性不仅取决于材料的组成，还取决于材料的表面结构，具有高活性晶面的光催化剂通常表现出更好的活性。最近的研究表明，暴露{111}晶面的四面体Ag₃PO₄通常表现出更好的活性，但现有技术只局限于将不规则纳米粒子Ag₃PO₄与BiVO₄共混，使得材料的高活性晶面之间的作用难以发挥。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钒酸铋(BiVO₄)@磷酸银(Ag₃PO₄)复合光催化剂及其制备方法，实现了Ag₃PO₄(111)面与BiVO₄(040)面的复合，解决了现有BiVO₄光催化活性较低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种钒酸铋/硝酸银复合光催化剂的制备方法，将BiVO₄、AgNO₃、甲醇依次加入水中分散均匀后，采用氙灯照射并收集沉淀A，得到BiVO₄@Ag；先将KH₂PO₄加入水中完全溶解后，然后加入所得BiVO₄@Ag并分散均匀，再加入H₂O₂溶液并分散均匀，得到混合体系；采用氙灯照射所得混合体系并收集沉淀B，将所得沉淀B清洗后干燥，得到钒酸铋/硝酸银复合光催化剂。

优选地，BiVO₄通过以下操作得到：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于HNO₃溶液中，记为溶液A；将NH₄VO₃在超声处理下溶于HNO₃溶液中，记为溶液B；在搅拌条件下，将B溶液滴加到A溶液中，得到混合溶液，将所得混合溶液的pH值调至1～3后搅拌至稳定，进行水热反应；反应结束后自然冷却，收集沉淀，所得沉淀经洗涤、干燥后，制得BiVO₄。