[发明专利]一种BiVO4/InVO4异质结催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光催化领域，具体涉及一种BiVO₄/InVO₄异质结催化剂及其制备方法和应用。BiVO₄/InVO₄异质结光催化剂为液态钒源VOC₂O₄通过一步法与Bi(NO₃)₃·3.5H₂O和In(NO₃)₃·4.5H₂O水热形成5μm的内部为团聚花球外部为球状体。本发明产品对大肠杆菌、金黄葡萄球菌以及假交替单胞菌的杀菌率达到99％以上，对罗丹明B降解率达99.875％显著。目前该化合物已经在实验室合成，并且制备简单、易于控制、成本低廉，有效的构筑了可见光相应的BiVO₄/InVO₄异质结材料，加速了光生电子‑空穴对的复合率。采用本发明的光催化剂，用量少、毒性小、效率高、持续作用时间长、可循环使用，能够有效的杀灭细菌以及降解染料，在水体净化领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化领域，具体涉及一种BiVO₄/InVO₄异质结催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着海洋勘探的发展，世界海洋生物污染问题越来越受到重视，造成巨大的经济损失和严重的海洋安全事件^[1]。为了减少生物污染的危害，防污涂层是表面技术最有效的应用之一，但由于其生物毒性高，这种技术引发了严重的耐药性^[2],此外,抗生素和其他抗菌材料的抗药性已经达到了使现有抗菌药物无效的危险水平。因此，必须开发环保型防污材料来代替有毒物质。

近几年来，以半导体为基础的新型绿色光催化技术得到广泛的关注，可以将太阳能作为能量来源，在污染物降解，水分离和灭菌方面具有广阔的应用前景。光催化技术是一种利用光能产生光生载流子并进一步进行物质转化的技术。自1972年起,日本科学家Fujishima和Honda首次报道Ti0₂在紫外光照下产生光催化性能以后，半导体光催化技术因其具有高效性、操作简便、低成本、稳定性高、绿色无毒、无二次污染、等各种优点，受到了越来越多的关注，其中在污水处理，包括杀菌消毒、降解染料都发挥着重要的作用,但是Ti0₂禁带宽度为3.2eV，造成该光催化材料对于光波的吸收波长仅为387.5nm，局限于太阳光的紫外光区，大大限制了对太阳能的有效利用率^[3]。因此，为了实现对于太阳光的有效利用，探索并设计吸收可见光波段、环保安全的新型光催化异质结复合材料具有重要实际意义。在迄今为止所研究的所有可见光驱动的光催化剂中，金属钒酸盐光催化剂(MVO₄，其中M＝Ag，Bi，Al，Tl，In，Fe，Sr等)已被广泛研究并应用于许多科学和工业化领域^[4]。

BiVO₄/InVO₄是这些可见光反应金属钒酸盐光催化复合材料之一，在许多领域中受到广泛的关注，其中包括水分解，有机污染物分解^[5]。根据以前的研究，BiVO₄/InVO₄光催化材料已经通过控制其反应条件形成诸多形貌。钒酸盐由于其优异的光电性能和应用而引起了越来越多的关注^[6]。

现而今通过寻找一种新型钒源，通过水热法构建一种新形貌的催化剂BiVO₄/InVO₄来提高的光催化性能，并首次探讨光催化杀菌性能。

参考文献

[1]Wang X,Duan J,Hou B.Alloy elements'effect on anti-corrosionperformance of low alloy steels in different sea zones[J].Materials Letters,2008,62(8):1291-1293.