[发明专利]钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂，其特征在于，所述钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂是以钒酸铋为载体，所述钒酸铋上修饰有氮掺杂碳量子点和氧化亚铜；所述氮掺杂碳量子点的质量分数为0.08％～0.62％；所述氧化亚铜的质量分数为5％～10％；所述氮掺杂碳量子点的直径＜10nm。

2.根据权利要求1所述的钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂，其特征在于，所述钒酸铋为板状结构；所述氧化亚铜为球状结构。

3.一种如权利要求1或2所述的钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将硝酸铋、偏钒酸铵与水混合，搅拌，得到钒酸铋前驱体溶液；

S2、将步骤S1中得到的钒酸铋前驱体溶液与氮掺杂碳量子点溶液混合，超声，搅拌，得到混合溶液；

S3、将步骤S2中得到的混合溶液进行水热反应，得到氮掺杂碳量子点修饰钒酸铋材料；

S4、将步骤S3中得到的氮掺杂碳量子点修饰钒酸铋材料、一水醋酸铜、氢氧化钠和葡萄糖在水中混合，搅拌，得到钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述氮掺杂碳量子点溶液的制备包括以下步骤：

(1)将柠檬酸铵、乙二胺与水混合，搅拌，得到氮掺杂碳量子点前驱体溶液；

(2)将步骤(1)中得到的氮掺杂碳量子点前驱体溶液在180℃～200℃下反应，透析，得到氮掺杂碳量子点溶液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述柠檬酸铵、乙二胺和水的比例为5mmol～10mmol∶335μL～670μL∶10mL～20mL；所述搅拌的转速为200rpm～400rpm；所述搅拌的时间为0.5h～1h；

所述步骤(2)中，所述反应的时间为4h～6h；所述透析的时间为20h～30h。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述硝酸铋与偏钒酸铵的摩尔比为1∶1；所述搅拌的转速为200rpm～400rpm；所述搅拌的时间为0.5h～1h；

所述步骤S2中，所述超声的时间为0.5h～1h；所述搅拌的转速为200rpm～400rpm；所述搅拌的时间为0.5h～1h；所述混合溶液的pH值为7；

所述步骤S3中，所述水热反应的温度为160℃～200℃；所述水热反应的时间为10h～14h；所述步骤S4中，所述氮掺杂碳量子点修饰钒酸铋材料、一水醋酸铜、氢氧化钠、葡萄糖的质量比为1∶0.1379～0.5514∶0.0276～0.1104∶1.4929～5.9716；所述搅拌在温度为40℃下进行；所述搅拌的转速为200rpm～400rpm；所述搅拌的时间为2h～4h。

7.一种如权利要求1或2所述的钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂在降解抗生素废水中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂与抗生素废水混合，在光照条件下进行光催化反应，完成对抗生素废水的降解；所述钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂的添加量为每升抗生素废水中添加钒酸铋/氮掺杂碳量子点/氧化亚铜双Z型光催化剂0.2g～0.6g。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述抗生素废水为四环素废水；所述四环素废水中四环素的浓度为10mg/L～40mg/L；所述光催化反应的时间为60min～90min。