[发明专利]一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法

权利要求书

1.一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，包括以下重量份数配比的原料，其特征在于：42-58份氢氧化锌、4-8份柠檬酸、0.5-1份硝酸钪六水合物、15-20份三氯化铋、22-27份钒酸钠、0.5-2份氢氧化钠。

2.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述氢氧化锌中Zn(OH)₂含量为92.5-95.8％。

3.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述柠檬酸质量分数为94.8-96.3％。

4.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述硝酸钪六水合物中Sc(NO₃)₃·6H₂O含量为95.5-97.2％。

5.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述三氯化铋中BiCl₃含量为93.6-96.7％。

6.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述钒酸钠中Na₃VO₄含量为92.4-94.8％。

7.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述氢氧化钠中NaOH含量为95.2-98.4％。

8.根据权利要求1所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，其特征在于：所述一种钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料及其制法，制备方法包括以下步骤：

(1)制备Mn掺杂ZnO：向1000mL烧杯中加入600mL蒸馏水，再依次称取42-58份氢氧化锌、0.5-1份硝酸钪六水合物和4-8份柠檬酸加入至烧杯中并搅拌均匀，然后将烧杯置于超声波处理仪中，超声频率为25KHz，超声功率为1500W，超声分散处理2-3h，形成溶胶，然后将烧杯置于烘箱中升温至70-75℃，加热15-18h直至物料呈无水凝胶状，然后在升温至120-125℃，加热30-35h进行脱水膨化，得到褐色的固体混合物Mn掺杂ZnO前驱体，然后将前驱体放入高能行星球磨机中球磨6-8h，转速为100-120rpm，然后将研磨好的物料置于管式电阻炉中，升温速率为5℃/min，加热至650-660℃煅烧3-4h，得到灰白色固体，使用500-700mL浓度为11.5-12.5％的稀盐酸洗涤除去煅烧产生的杂质，再用3000-3500mL蒸馏水洗涤金属固体，最后将洗涤干净的金属固体置于烘箱中加热至85-90℃，干燥5-6h除去水分，得到灰色固体Mn掺杂ZnO，Zn_0.92-0.97Sc_0.03-0.08O。

(2)制备钒酸铋：向1000mL烧杯中加入700mL蒸馏水，再依次称取15-20份三氯化铋、22-27份钒酸钠、0.5-2份氢氧化钠加入至烧杯中，匀速搅拌30-40min，再将烧杯中物料转移至高压水热反应釜中，并将反应釜置于反应釜加热器中加热至155-160℃，反应20-22h，反应完全后将反应釜冷却至室温，并将物料通过布氏漏斗抽滤出溶剂，得到混合固体物，将混合固体物通过300-400mL浓度为11.5-12.5％的稀盐酸洗涤除去反应副产物，再使用2000-2500mL蒸馏水洗涤干净，将洗涤干净的金属固体置于烘箱中加热至80-85℃，干燥6-8h除去水分，得到黄色固体粉末，再将黄色固体粉末置于管式电阻炉中，升温速率为5℃/min，加热至450-460℃煅烧5-6h，得到灰黄色固体粉末钒酸铋，再用200-300mL浓度为11.5-12.5％的稀盐酸洗涤除去煅烧产生的杂质，再使用2000-2500mL蒸馏水洗涤干净，并将固体粉末置于烘箱中置于烘箱中加热至85-90℃，干燥4-5h除去水分，得到黄色固体粉末钒酸铋BiVO₄。

(3)制备钪掺杂氧化锌-钒酸铋复合光降解材料：向1000mL烧杯中加入200mL蒸馏水和300mL乙醇，在依次加入上述步骤(1)制备得到的Zn_0.92-0.97Sc_0.03-0.08O和步骤(2)制备得到的钒酸铋BiVO₄，搅拌均匀后将烧杯置于超声波处理仪中，超声频率为25KHz，超声功率为1500W，加热至超声分散处理4-5h，超声分散均匀后，将烧杯中物料置于高能行星球磨机中球磨10-12h，直至物料全部通过800目网筛，最后将全部物料抽滤除去溶剂，并将所得固体物料置于置于烘箱中加热至80-85℃，干燥5-6h，得到淡黄色固体粉末钪掺杂氧化锌-钒酸铋Zn_0.92-0.97Sc_0.03-0.08O-BiVO₄。