[发明专利]氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用，该复合光催化剂以钒酸铋颗粒为载体，钒酸铋颗粒表面修饰有氧化亚铜颗粒形成氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料，氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料表面修饰有银纳米颗粒。其制备方法包括制备钒酸铋与醋酸铜的混合物、制备氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料以及银负载。本发明的复合光催化剂具有光催化活性高、稳定性好的优点，其制备方法具有制备过程简单、操作简便、成本低等优点。本发明的复合光催化剂可用于处理抗生素废水，具有应用过程简单、光催化效率高、对抗生素的最终矿化程度高、光催化稳定性好、重复利用性能好等优点。

技术领域

本发明属于功能复合光催化剂技术领域，具体涉及一种氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类社会的发展和化石能源的大量消耗，人类的环境问题日益严重，各种污染事件频发，给人类的正常生活造成了严重的挑战。目前传统的环境修复技术在很大程度上已经很难满足社会的需求，因此急需寻求一种高效、节能、环境友好的修复技术。近年来，由于光催化技术的大力发展，特别是以纳米技术以及以纳米材料为基础的纳米技术的快速发展，更是进一步促进了光催化技术在环境修复领域的应用。因此，以半导体光催化技术进行环境中的有机或者无机污染物的处理已经成为一种很有前景的环境修复技术。而在光催化技术处理过程中，以可见光或者可见光吸收区域为激发基础的光催化剂又是成为光催化剂研究中的热门。

钒酸铋（BiVO₄）作为一种常见的铋系材料，具有良好的可见光响应和光化学稳定性，较强的光催化降解和能量转换能力。但是其在可见光区域的响应程度仍然不是很理想，并且由于单纯的钒酸铋材料具有较差的光生电子和空穴传递和分离的能力，使得单一的钒酸铋材料无法达到所期望的非常高的光催化效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种光催化活性高、稳定性好的氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂，所述氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂以钒酸铋颗粒为载体，所述钒酸铋颗粒表面修饰有氧化亚铜颗粒形成氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料，所述氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料表面修饰有银纳米颗粒。

上述的氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂中，优选的，所述氧化亚铜颗粒与所述钒酸铋颗粒的质量比为0.01～0.03∶1；所述银纳米颗粒与所述氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料的质量比为0.01～0.03∶1；所述钒酸铋颗粒为纳米颗粒。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钒酸铋颗粒、醋酸铜颗粒与无水乙醇混合，超声分散，搅拌，干燥，得到钒酸铋与醋酸铜的混合物；

S2、将所述步骤S1得到的钒酸铋与醋酸铜的混合物与乙二醇混合进行加热反应，得到氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料；

S3、将所述步骤S2得到的氧化亚铜负载的钒酸铋复合材料与含有硝酸银的甲醇溶液混合进行光还原，得到氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂。

上述的制备方法中，优选的，所述钒酸铋颗粒的制备包括以下步骤：

（1）将钒酸铵的硝酸溶液和硝酸铋的硝酸溶液混合，得到混合溶液；

（2）调节所述步骤（1）中混合溶液的pH值为2，静置沉降，去除上清液，得到浓缩溶液；

（3）将所述步骤（2）中的浓缩溶液进行水热反应，得到钒酸铋颗粒。