[发明专利]一种钼酸铋石墨烯气凝胶复合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钼酸铋石墨烯气凝胶复合物及其制备方法，属于光催化剂制备的技术领域。本发明采用氧化石墨烯为原料，以四水合七钼酸铵和无水硝酸铋制备Bi₂MoO₆的原料，经溶剂热和冷冻干燥处理，最终得到3D Bi₂MoO₆/还原氧化石墨烯气凝胶复合物。合成的3D Bi₂MoO₆/还原氧化石墨烯气凝胶复合物的电子‑空穴对寿命更长，其对有机污染物的吸附能力及对可见光的吸收能力也均增强，使得可见光下对有机污染物催化降解活性更高。3D Bi₂MoO₆/还原氧化石墨烯气凝胶复合物光降解率是Bi₂MoO₆的2.1倍，是还原氧化石墨烯气凝胶的2.46倍，具有较高的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种钼酸铋石墨烯气凝胶复合物及其制备方法，属于光催化剂制备的技术领域。

背景技术

目前，随着工业的快速发展，环境污染问题尤其是有机污染物问题日益严重。一般而言，吸附是解决有机污染物的重要方法之一。在众多吸附材料中三维多孔结构的还原氧化石墨烯气凝胶(GA)，由于其具有成本低，操作方便，表面积大，开放孔大等优点，因而对有机污染物的吸附率很高(Acs Applied Materials&Interfaces,2012,4(8),pp 4373–4379)。尽管还原氧化石墨烯气凝胶被认为是一种有效的处理有机污染物的吸附材料，但有毒有机污染物仅被聚集在一起，而不是被GA降解为无毒物质，后续处理可能造成二次污染。此外，GA吸附材料难以再生，并且在达到其饱和时需要处理以释放污染物。因此，基于GA吸附材料的所有上述缺点，应该开发一种新的方法来完全降解GA吸附材料中的污染物。

近年来，三维多孔结构GA与半导体光催化剂结合制备成的半导体/GA复合材料，不仅能够解决GA吸附材料吸附容量有限和再生困难的问题，而且可以增加吸附容量和粉状光催化剂的分散度。此外，半导体光催化剂可以均匀分布在三维结构GA的框架内，大大减少了粉末状光催化剂的聚集，并且显示出更多的活性位点。由于低密度特性，3D多孔结构半导体/GA复合材料可以容易地浮在污染水上，大大增加了三维结构半导体/GA复合光催化剂与可见光之间的接触面。因此，包括TiO₂/GA复合物，SnO₂/GA复合物和Cu₂O/GA复合物的混合半导体在有机污染物处理中显示出有前景的应用。

铋基半导体作为新型光催化剂，由于其显着的光催化性能而引起研究界的广泛关注。钼酸铋(Bi₂MoO₆)作为n型半导体，其Eg约为2.6eV，在可见光下具有很好的光催化性能。近年来，花朵状Bi₂MoO₆空心球，(Journal of Materials Chemistry,2011,21,887–892)Er³⁺掺杂的Bi₂MoO₆等研究均显示出Bi₂MoO₆优异的光催化活性(Applied Catalysis B:Environmental110,2011,221–230)。尽管Bi₂MoO₆在光催化领域具有一定的应用前景，但其比表面积低，可见光吸收低，光生电荷载体快速复合，阻碍了其实际应用。因此，提高Bi₂MoO₆的可见光吸收速度和光生电荷载体快速复合，从而促进Bi₂MoO₆在实际应用中的光催化效果。

发明内容

本发明第一个目的是提供一种高催化降解活性的3D Bi₂MoO₆/还原氧化石墨烯气凝胶复合物的制备方法，所述方法的具体步骤如下：

(1)将氧化石墨烯(GO)悬浮液超声1-3小时以形成均匀溶液；