[发明专利]一种Gd 掺杂BiVO4 光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Gd掺杂BiVO₄光催化剂，其特征在于：其主要成分为BiVO₄，为四方锆石相结构，且BiVO₄的晶格中含有Gd³⁺，其中Gd元素与Bi元素的摩尔比为(2.04～11.11):100。

2.根据权利要求1所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂，其特征在于：其形貌为棒状和块状。

3.一种Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于水中，搅拌均匀，得到铋盐溶液；将NH₄VO₃溶于100℃的水中，加热搅拌均匀，得到钒盐溶液；

步骤2：按Bi与V的摩尔比为1:1将钒盐溶液滴加到铋盐溶液中，搅拌均匀，得到混合液;

步骤3：调节混合液的pH值为8，搅拌均匀；

步骤4：将Gd(NO₃)₃·6H₂O加入到调节了pH值后的混合液中，搅拌均匀，得前驱液，其中Gd与Bi的摩尔比为(2.04～11.11):100；

步骤5：将前驱液加入微波水热反应釜中，将微波水热反应釜密封后置于微波辅助水热合成仪中，设定压力为1.3MPa，在300W的微波功率下，从室温升温至100℃，在100℃保温8min；然后从100℃升温至150℃，在150℃保温8min；再从150℃升温至180℃，在180℃保温40min后结束反应；

步骤6：待反应结束后，冷却至室温，取出微波水热反应釜中的沉淀物，洗涤，干燥，得到Gd掺杂BiVO₄光催化剂。

4.根据权利要求3所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的铋盐溶液中Bi(NO₃)₃·5H₂O的浓度为0.4mol/L；钒盐溶液中NH₄VO₃的浓度为0.4mol/L。

5.根据权利要求3或4所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于水中搅拌均匀所需的时间为20min；将NH₄VO₃溶于100℃的水中在90-100℃下加热搅拌均匀所需的时间为20min；所述的步骤2中的搅拌均匀是在磁力搅拌器上搅拌15min。

6.根据权利要求3所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3中用浓度为5mol/L的NaOH溶液调节混合液的pH值，NaOH溶液的滴加速度小于等于1mL/min。

7.根据权利要求3或6所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3中的搅拌均匀是在磁力搅拌器上搅拌25min；所述的步骤4中的搅拌均匀是在磁力搅拌器上搅拌20min。

8.根据权利要求3所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤5中微波水热反应釜的填充比为55%。

9.根据权利要求3所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤6中的洗涤为用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀物至中性；所述的干燥是在75℃下恒温干燥24h。

10.根据权利要求1所述的Gd掺杂BiVO₄光催化剂用于降解有机物的应用。