[发明专利]一种高活性mpg‑C3N4/RE‑BiVO4异质结光催化剂及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201510638348.8 | 申请日： | 2015-09-29 |
| 公开（公告）号： | CN105148974B | 公开（公告）日： | 2018-01-16 |
| 发明（设计）人： | 谈国强;罗洋洋;董国华;刘婷;任慧君;夏傲;王通 | 申请（专利权）人： | 陕西科技大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;C02F1/30 |
| 代理公司： | 西安通大专利代理有限责任公司61200 | 代理人： | 岳培华 |
| 地址： | 710021 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 活性 mpg sub re bivo 异质结 光催化剂 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明属于功能材料领域，具体涉及一种高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业化的不断深入，日益增长的环境问题逐渐威胁到了人类社会的可持续发展。半导体光催化是解决这些环境问题的一种非常好的选择，因为它意味着可以采用一种绿色的方式直接利用太阳光降解污染物。考虑到在光催化过程中光生载流子发挥了主要的作用，一个活性高的光催化剂应该拥有比较宽的光谱吸收范围和非常高的量子产率。将两种能带匹配的窄带隙半导体复合，光生载流子在两种复合的半导体之间的转移将会提高量子产率。
石墨相氮化碳(mpg-C3N4)和BiVO4是目前两种研究非常热门的窄带隙半导体光催化剂。 mpg-C3N4的带隙宽度为2.7eV，在可见光下裂解水制氢和降解有机染料都展示了优良的活性。此外，mpg-C3N4的大的比表面积和二维平面共轭结构使得它非常适合作为复合材料的基体材料。BiVO4的禁带宽度为2.4eV，拥有很强的可见光吸收能力，同时它的无毒性和化学稳定性使得其成为了一种非常具有实用意义的光催化剂。
迄今为止，制备mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的工作尚未见报道，也没有专利和文献报道过制备mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂及其制备方法和应用，该方法操作简单，反应时间短，反应条件温和，制备的mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂具有高的降解活性，能够有效地改善纯相BiVO4的光催化效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将浓度为2.1～2.15mol/L的三聚氰胺水溶液与浓度为0.8～0.85mol/L的纳米SiO2水溶液按体积比为3:2混合均匀，超声分散后再搅拌均匀，然后烘干，得白色固体，将白色固体研细后装入坩埚中，在N2气氛炉中升温至540～560℃煅烧4h，得淡黄色粉末，再用NH4HF2水溶液腐蚀淡黄色粉末，除去其中的SiO2模板，最后洗涤、干燥，得到mpg-C3N4粉体；
步骤2：将mpg-C3N4粉体加入到乙醇中超声分散均匀，得到mpg-C3N4醇溶液；
步骤3：将Bi(NO3)3·5H2O溶于水中，搅拌均匀，得铋盐溶液；将NH4VO3溶于热水中，加热搅拌均匀，得钒盐溶液；
步骤4：按Bi与V的摩尔比为1:1将钒盐溶液加到铋盐溶液中，搅拌均匀，得混合液，调节混合液的pH值为8，继续搅拌均匀；
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