[发明专利]钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料，其特征在于：以功能化的石墨烯量子点(GOD)为模板复合钒酸铋(BiVO₄)纳米片，然后将具有二维平面结构的铬卟啉类配合物(CrPyCl)与BiVO₄纳米片结合，CrPyCl均匀而紧密地分布在BiVO₄纳米片表面，以GOD为电子传递物，构筑了具有Z型光催化作用机制的BiVO₄/GOD/CrPyCl二维复合材料；

所述钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料的制备方法如下：

(1)采用Hummers法制备氧化石墨烯，离心分离后，取上层悬浊液烘干得到超薄的氧化石墨烯，然后将该样品分别在H₂S和NH₃气氛中煅烧后，再依次用浓硝酸热处理和液氨水热处理后，再经离心分离，取上层悬浊液，烘干，得到功能化的石墨烯量子点(GOD)；

(2)取步骤(1)的石墨烯量子点(GOD)，加入到Bi(NO₃)₃溶液中，搅拌均匀后，然后加入NH₄VO₃溶液，调节溶液至pH＝7.0，再在180℃水热处理3h，最后将水热产物用去离子水和乙醇洗涤，得到BiVO₄/GOD产物；

(3)取步骤(2)的BiVO₄/GOD，加入到溶有CrPyCl的DMF溶液中，搅拌至完全分散，旋蒸收集BiVO₄/GOD/CrPyCl产物。

2.根据权利要求1所述的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料，其特征在于：所述钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料中铬卟啉(CrPyCl)的复合比例为5.0～25.0μmol·g^-1。

3.根据权利要求1所述的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料，其特征在于：所述超薄钒酸铋(BiVO₄)纳米片具有暴露的(010)晶面，厚度约为3nm。

4.根据权利要求1所述的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料，其特征在于：所述制备方法步骤(1)中在H₂S和NH₃气氛中煅烧的温度为600℃，煅烧时间为4h；所述步骤(1)中浓硝酸热处理温度为60℃，处理时间为12h；液氨水热处理温度为120℃，处理时间为6h。

5.根据权利要求1所述的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料，其特征在于：所述制备方法步骤(2)中，石墨烯量子点(GOD):Bi(NO₃)_3:NH₄VO₃为120-360mg：0.5-1mmol:0.5-1mmol，其中Bi(NO₃)₃与NH₄VO₃用量相同。

6.根据权利要求1所述的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料，其特征在于：所述制备方法步骤(3)中，每1g BiVO₄/GOD，CrPyCl的添加量为5-25μmol。

7.一种PtO_x负载的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取权利要求1所述的BiVO₄/GOD/CrPyCl，加入到Pt(NH₃)₄(NO₃)₂水溶液中，搅拌至完全溶解，旋蒸收集产物，经干燥得到所述的PtO_x负载的钒酸铋/铬卟啉/石墨烯量子点二维复合Z型光催化材料。