[发明专利]具有可见光响应的Hap/CuFeO2

说明书

本发明提供一种具有可见光响应的Hap/CuFeOsubgt;2/subgt;光催化材料及制备方法，其中，具有可见光响应的Hap/CuFeOsubgt;2/subgt;光催化材料的制备方法为：采用水热法制备CuFeOsubgt;2/subgt;的过程中将Hap负载在CuFeOsubgt;2/subgt;上得到Hap/CuFeOsubgt;2/subgt;光催化材料。本发明中Hap均匀的负载在CuFeOsubgt;2/subgt;的表面，极大的改善了CuFeOsubgt;2/subgt;的团聚问题，能够在原子水平上高度分散，暴露出更多的活性位点，Hap/CuFeOsubgt;2/subgt;相互作用使得光催化材料可以产生更多的缺陷和氧空位，从而使得光催化活性得到提高。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，更具体涉及一种具有可见光响应的Hap/CuFeO₂光催化材料及制备方法。

背景技术

处理有机物水体污染有很多方法：物理吸附、化学氧化、生物降解等，半导体的光催化技术因操作简单、处理效率高、稳定性好，产物矿化度高等优点，近年来在废水处理领域受到了极大的关注。

目前应用于光催化技术的铁基催化剂主要是单金属含铁化合物，比如零价铁(FeO)、赤铁矿(α-Fe₂O₃)、磁赤铁矿(γ-Fe₂O₃)、磁铁矿(Fe₃O₄)、针铁矿(α-FeOOH)、黄铁矿(FeS₂)和氧基氯化铁(FeOCl)。单金属铁基化合物的催化活性低和稳定性差，不利于其大规模应用。CuFeO₂作为一种p型半导体，是Cu-Fe-O三元体系中已知的第一个具有稳定组成的delafossite结构的铁基催化剂，具有高的化学稳定性，其带隙较小，对可见光具有强的吸收和响应，是一种很有前景的可见光响应型光催化剂。然而，纯相CuFeO₂的比表面积较小，在水溶液中容易团聚，并且其光生电子-空穴对的重组速率较快，其实际光催化性能仍然不令人满意。目前，半导体光催化剂的研究主要受到光生电子-空穴对复合率高及光谱响应范围较窄的制约。

羟基磷灰石(Hap)晶体属六方晶系，空间群为P6₃/m，自身能够提供晶格氧，在口腔种植体、药物载体、吸附剂、催化剂、光催化剂等领域的应用引起了人们的广泛关注。羟基磷灰石通常由含钙和磷的化合物合成，采用共沉淀法、溶胶-凝胶法和水热法等不同的方法。羟基磷灰石也可以从废弃的副产物中自然获得，显示出环境优势和有趣的特性，使其成为用作催化体系或催化剂制备的良好选择。然而，Hap的带隙为5，光响应仅发生在紫外光区，然而太阳光中紫外光占比不足5％，这就导致Hap对太阳能的利用率极低；

针对现有技术存在的问题和缺陷，因而半导体光催化剂的工艺还需要进一步的改进和发展。

发明内容

本发明提供一种具有可见光响应的Hap/CuFeO₂光催化材料以及制备方法，具体技术方案如下：

一种具有可见光响应的Hap/CuFeO₂光催化材料的制备方法，采用水热法制备CuFeO₂的过程中将Hap负载在CuFeO₂上得到Hap/CuFeO₂光催化材料；

进一步地，按质量份数计，CuFeO₂与Hap的用量比为2.27：0.3-2；

进一步地，按质量份数计，CuFeO₂与Hap的用量比为2.27：0.5；

进一步地，制备Hap/CuFeO₂光催化材料的过程具体如下：