[发明专利]一种BiVO4

说明书

本发明公开一种BiVO₄纳米材料的制备方法。本发明采用亲水性高分子聚合物聚丙烯酸钠在水溶液中与交联剂形成具有网络结构的亲水性纳米反应器，限制了BiVO₄晶体生长制备方法，能获得尺寸12～18nm,分散性好的BiVO₄纳米晶体，并具有优异的催化降解罗丹明B性能。

技术领域

本发明属于环境光催化技术领域，涉及可见光响应光催化剂的制备，具体是一种BiVO₄纳米材料的制备方法。

背景技术

利用半导体光催化剂在太阳光的作用下降解有机污染物的光催化技术，由于具有高效、节能和清洁的特征在环境治理等方面受到广泛的关注。半导体光催化剂如TiO₂、 ZnO等广泛应用于有机物催化降解，但由于禁带能级较高，仅能吸收占太阳光5％以下的紫外光，对可见光响应差。单斜晶相的BiVO₄是一种性能稳定的半导体材料，其禁带宽度在2.4eV左右，具有无毒无害、性质稳定、安全环保等特点，可作为一种高可见光活性的新型无机非金属半导体催化剂，应用于去除有机污染物。杨家添等[玉林师范学院学报(自然科学版),2018年第5期55～64页]以Bi(NO₃)3·5H₂O和NH₄VO₃为原料，采用水热法，通过调控反应液pH值和添加表面活性剂十二烷基硫酸钠制备 BiVO₄可见光催化剂。BiVO₄可见光催化剂为许多平均晶粒尺寸为27.7nm的纳米晶团聚组成树枝状结构，在催化剂BiVO₄存在下，亚甲基蓝染料分解加快，可见光照射2h后降解率最高为89％。河南科技大学李杰等(无机材料学报，2019年2期164～172 页)采用微波水热法,以BiVO₃·5H₂O和NH₄VO₃为原料,通过调控前驱液pH为9时可控合成了单斜晶系结构的可见光催化剂BiVO₄，晶体尺寸为1～2μ左右，亚甲基蓝降解率84.6％。前者团聚严重，后者获得的晶体均是微米级的大晶体尺寸，影响其催化性能。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种BiVO₄纳米材料的制备方法，采用亲水性高分子聚合物聚丙烯酸钠在水溶液中与交联剂形成具有网络结构的亲水性纳米反应器，限制了BiVO₄晶体生长制备方法，能获得尺寸12～18nm,分散性好的 BiVO₄纳米晶体，并具有优异的催化降解罗丹明B性能。

本发明的一种BiVO₄纳米材料的制备方法具体步骤：

将0.01～0.03mol的Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于30～50ml乙二醇得到Bi(NO₃)₃乙二醇溶液；

将0.01～0.03molNH₄VO₃溶于30～50ml去离子水得到NH₄VO₃溶液；

将NH₄VO₃溶液缓慢加入Bi(NO₃)₃乙二醇溶液中,搅拌均匀得到混合溶液；将上述混合溶液中依次加入0.4～1.0g聚丙烯酸钠和0.01～0.03g阳离子聚丙烯酰胺，然后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,120～150℃下反应12～24h，反应结束后自然冷却至室温；将所得到的沉淀物分离、洗涤，在60～80℃下烘干得到BiVO₄晶体。