[发明专利]一种纳米棒状非金属掺杂BiPO4光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米棒状非金属掺杂BiPO₄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源、P源和掺杂物质溶于水中，搅拌均匀并调节pH值呈弱酸性，形成前驱体；其中掺杂物质为C源或N源，Bi元素的物质的量与C元素或N元素的物质的量之和等于P元素的物质的量；

步骤2：将前驱体放入微波水热反应釜中，将微波水热反应釜放到微波水热仪中，采用微波水热法进行反应，直至反应完全，反应完成后将生成的沉淀取出，洗涤、干燥，得到纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂。

2.根据权利要求1所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的Bi源为Bi(NO₃)₃·5H₂O，P源为Na₃PO₄·12H₂O，C源为C₆H₁₂O₆，N源为NaN₃。

3.根据权利要求2所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：当掺杂NaN₃时，加入的N元素与Bi元素的摩尔比为(3.1～26.6):100；

当掺杂C₆H₁₂O₆时，加入的C元素与Bi元素的摩尔比为(7.5～58.7):100。

4.根据权利要求3所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：当掺杂NaN₃时，加入的N元素与Bi元素的摩尔比为3.1:100、5.3:100、9.9:100、17.6:100或26.6:100；

当掺杂C₆H₁₂O₆时，加入的C元素与Bi元素的摩尔比为7.5:100、17.6:100、37:100、47.1:100或58.7:100。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中用浓度为0.5～1.5mol/L的稀硝酸调节pH值，前驱体中稀硝酸与水的体积比为(2～5):(45～48)。

6.根据权利要求2-4中任意一项所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述前驱体中Na₃PO₄·12H₂O的浓度为0.03～0.08mol/L。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述微波水热法的具体操作为：选择微波控温模式，微波功率为300W，压力为1.8～2MPa，从室温升温至90～110℃，保温8～10min；继续升温至140～160℃，保温8～10min；继续升温至190～210℃，保温50～70min后停止反应。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌均匀所需的时间为20～40min；

所述步骤2中微波水热反应釜的填充比为40％-60％，微波水热反应釜的内衬为聚四氟乙烯材质；

所述步骤2中的干燥为在70～80℃下干燥10～12h。

9.权利要求1-8中任意一项所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法制得的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂，其特征在于：该光催化剂为C掺杂BiPO₄光催化剂或N掺杂BiPO₄光催化剂，其形貌均为纳米棒状结构，晶型均为单斜相独居石结构。

10.权利要求1-8中任意一项所述的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂的制备方法制得的纳米棒状非金属掺杂BiPO₄光催化剂在降解环境污染物和有机物方面的应用。