[发明专利]水热合成三维Bi₄MoO₉/TiO₂纳米结构异质结的方法有效

申请号：	201710388047.3	申请日：	2017-05-27
公开（公告）号：	CN106984299B	公开（公告）日：	2019-04-23
发明（设计）人：	房国丽;刘佳;严祥辉;汪德伟	申请（专利权）人：	北方民族大学
主分类号：	B01J23/28	分类号：	B01J23/28;C02F1/30;C02F101/30
代理公司：	宁夏合天律师事务所 64103	代理人：	孙彦虎
地址：	750030 宁夏回族***	国省代码：	宁夏;64
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摘要：
搜索关键词：	合成三维 bi4moo9 tio2 纳米结构异质结方法
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【说明书】：

一种水热合成三维Bi₄MoO₉/TiO₂纳米结构异质结的方法，采用水热法合成复合光催化剂三维Bi₄MoO₉/TiO₂异质结，以Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂MoO₄·2H₂O作为纳米带Bi₄MoO₉晶体的合成原料，以TiO₂纳米球为诱导剂，在液相下混合，控制整个溶液不同阶段的pH值，在准TiO₂纳米球上，诱导原位生长出Bi₄MoO₉纳米带，形成三维Bi₄MoO₉/TiO₂纳米结构异质结。反应过程中以H₂O为溶剂，TiO₂纳米球为诱导剂，无其他有机试剂的引入，降低了原材料成本及后续清洗次数，减少了制备过程中有机污染物的排放与污水处理，同时生长出的复合纳米晶体形貌均一，光催化性能优越。

技术领域

本发明涉及复合光催化剂制备技术领域，具体涉及一种水热合成三维Bi₄MoO₉/TiO₂纳米结构异质结的方法。

背景技术

TiO₂作为一种无毒、稳定、价廉的光催化剂，而被广泛关注，但是其禁带宽度为3.2eV，光吸收区间只在紫外光区，光生电子-空穴的传导率低和复合率高，严重限制了其光催化效率。近十年来，常采用与TiO₂能带结构不同的光催化剂与TiO₂复合构建出具有异质结的复合光催化剂，来提高TiO₂的光催化率，由于两种光催化剂的费米能级不同，在异质结处会发生电子-空穴的定向移动，而导致两者的费米能级逐渐趋向一致，在其界面处形成内部电场。在光催化过程中，在费米能级不同和内部电场的作用下，会促进光生电子-空穴的快速分离，从而降低光生电子-空穴的复合率，提高光催化效率。

其中，Bi_xMo_yO_z作为一类可见光催化剂，该类化合物价带是由金属元素的d轨道与O元素的2p轨道杂化形成的，相对价带主要是由O元素2p轨道构成的二元氧化物，Bi_xMo_yO_z的价带位置较高，产生空穴具有较高的势能，具有相对较强的还原能力，有利于提高光催化能力和效率。在ACS Catal.6（2016），3180−3192一文中有记载提高Bi_xMo_yO_z中缺陷浓度可以提高其光催化活性，如：可见光照射下，含有TiO₂–Bi₂MoO₆/Bi_3.64Mo_0.36O_6.55异质结的光催化活性高于TiO₂/Bi₂MoO₆异质结的光催化活性。