[发明专利]一种钒酸铋纳米片复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及光催化剂技术领域，具体的是一种钒酸铋纳米片复合材料的制备方法及其应用，本发明包括以下步骤：S1、将十二烷基苯磺酸钠和五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中并搅拌均匀，得到无色透明溶液A；再将偏钒酸铵溶于氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后加入溶液A中，此时溶液A颜色变为黄色得到溶液B，本发明提供了一种蒙脱石负载富含氧空位的钒酸铋纳米片复合材料的制备方法，所制备的蒙脱石负载富含氧空位的钒酸铋纳米片复合材料，有更高的光生电子‑空穴对分离能力，极大地降低了BiVOsubgt;4/subgt;光生载流子的复合率，以此获得了优异的光催化活性，是一种优良的光催化剂，本发明制备过程相对简易、适用于规模化量产，具有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，具体的是一种钒酸铋纳米片复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

对于目前面临的环境污染问题，利用光催化技术将太阳能转化为化学能被认为是解决或缓解未来能源需求和环境挑战的绿色途径，广大科学工作者正试图开发各种方法来利用太阳能来净化环境。

光催化法由于直接利用太阳光且可以将污染物分子彻底氧化为无污染的CO₂和H₂O、以及操作简单、循环稳定性强、成本低、无需加热等优点而受到广泛推崇，相比于其他的治理方法，光催化法是目前甚至未来光化学方法用于污染物控制的多方面探索中一种低能耗且行之有效的策略，可以有效地解决环境污染和能源短缺等严重问题。

目前，科学研究者致力于开发可见光响应的催化剂用于环境净化方面的研究，已开发出众多光催化半导体材料，主要可以分为以下几大类：金属氧化物、金属硫化物、铋基半导体、银基半导体和非金属半导体光催化剂。在众多半导体光催化剂中，铋基半导体如BiVO₄、Bi₂WO₆、Bi₂MoO₆、BiOX(X＝Cl,Br,I)、Bi₅O₇I等半导体材料可以增强电子快速迁移，具有优秀的光催化活性被认为是最有前景的材料，其中，BiVO₄由于其组成元素来源广泛、化学和热稳定性好、无毒、环境友好等优点，特别是其具有窄的禁带宽度(Eg＝2.4eV)和合适的价带位置(EVB≈2.4Vvs.RHE)，表现出优异的光催化性能，而引起人们的广泛关注。

然而，BiVO₄的光催化效率受到光生电荷复合速率过快的限制，限制BiVO₄光催化材料应用的主要因素为光生电子-空穴对的快速复合，这极大地限制了BiVO₄在光催化中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒酸铋纳米片复合材料的制备方法及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种钒酸铋纳米片复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将十二烷基苯磺酸钠和五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中并搅拌均匀，得到无色透明溶液A；再将偏钒酸铵溶于氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后加入溶液A中，此时溶液A颜色变为黄色得到溶液B，再往溶液B中逐滴添加氢氧化钠溶液调节pH值至5-7；最后将溶液B搅拌后转移至水热反应釜加热保温，等待水热反应釜自然降温后得到黄色沉淀产物；

S2、将所述步骤S1中得到的黄色沉淀产物以去离子水混合离心3次后干燥得到BiVO₄纳米片前驱体粉末；

S3、将所述步骤S2中得到的BiVO₄纳米片前驱体粉末，在烧杯中超声分散均匀，再将硼氢化钠加入到烧杯中搅拌，最后离心分离出并于烘箱中干燥，即可得到富含氧空位的钒酸铋纳米片粉末记为Vo-BVO；