[发明专利]一种合成具有可见光响应的光催化剂YbVO4/g-C3N4粉末的制备方法

说明书

一种合成具有可见光响应的光催化剂YbVO₄/g‑C₃N₄粉末的制备方法，该方法先分别制备YbVO₄粉末和g‑C₃N₄粉末，将YbVO₄粉末和g‑C₃N₄粉末按照质量比为10％‑50％进行称量后，溶于甲醇溶液中，超声处理、持续搅拌后，进行离心、干燥，得到YbVO₄/g‑C₃N₄粉末。本发明制备的YbVO₄/g‑C₃N₄粉末比表面积大，吸附能力强；具有更好的可见光吸收性能，对光催化氧化降解有机污染物有很大的提高；而且本发明YbVO₄/g‑C₃N₄粉末的制备方法比较简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及一种用于治理环境污染的半导体光催化剂及制备方法。具体涉及光催化剂YbVO₄/g-C₃N₄粉末的制备方法。

背景技术

能源危机和环境问题已是人类必须要面临的两个严峻问题，如何有效的控制和治理各种化学污染物对环境的污染是环境综合治理中的重点。近些年，作为高级氧化技术之一的半导体光催化氧化技术，正受到国内外学者的广泛研究，这种技术可以以太阳能作为能源来降解环境中的污染物，有效地利用太阳能，降低人们的能源消耗。

类石墨氮化碳(g-C₃N₄)作为一种新型的光催化材料。它是一种无毒无金属的，具有优异的热，电，光学性质的半导体，这些特性使它可以广泛的应用于产氢，光催化还原CO₂以及对有机污染物的降解，并且其制备工艺简单，成本较低。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种不仅具有可见光响应的、对有机污染物具有降解能力而且稳定性好、不易腐蚀的光催化剂YbVO₄/g-C₃N₄粉末及制备方法。

本发明的发明构思是：采用了稀土钒酸盐掺杂的方法在g-C₃N₄纳米片上掺有纺锤状结构YbVO₄，YbVO₄和g-C₃N₄之间的耦合既可以增强催化剂对可见光的响应也可以促进电子-空穴的分离，从而有效地提高复合催化剂的光催化活性。

本发明是这样实现的，合成具有可见光响应的光催化剂YbVO₄/g-C₃N₄粉末的制备方法，包括如下步骤：

S1.制备g-C₃N₄粉末；

S2.制备偏钒酸钠水溶液和五水合硝酸镱水溶液，将两者混合获得悬浊液，于高压釜中120℃反应获得乳白色产物，清洗、100℃干燥形成纯YbVO₄粉末；

S3.将S1和S2得到的粉末按照YbVO₄：g-C₃N₄质量比为10％-50％进行称量后，溶于甲醇溶液中，经超声分散后，持续搅拌1-2h，离心后在80℃下进行干燥，得到YbVO₄/g-C₃N₄粉末。

优选的，所述步骤S1为：将5g的三聚氰胺放入坩埚中，在马弗炉中以5℃/min升至550℃并保持2h，待坩埚自然冷却到室温，通过研磨得到淡黄色的g-C₃N₄。