[发明专利]低钯金属锚连富表面氧缺陷的钼酸铋光催化剂的制备及应用

说明书

本发明涉及了光催化剂制备的技术领域，尤其公开了一种低钯金属锚连富表面氧缺陷的钼酸铋光催化剂的制备方法，该制备方法是将低钯金属锚连在表面含有大量氧缺陷的钼酸铋半导体上，以制备得到低钯金属锚连富表面氧缺陷的钼酸铋光催化剂。本发明制备得到的材料中钯含量极低，无团聚，可见光响应范围宽，催化活性相比纯钼酸铋、单纯富含表面氧缺陷的钼酸铋、钯负载于钼酸铋上的光催化剂显著提高，重复使用性能良好，且制备工艺简单，钯用量极少，条件温和，可控性好，操作方便。

技术领域

本发明属于光催化剂制备技术领域，尤其是涉及一种低钯金属锚连富表面氧缺陷的钼酸铋光催化剂的制备及应用。

背景技术

能源危机和环境污染问题已成为21世纪人类面临和亟待解决的重大问题。合理利用可再生新能源和环境污染治理对发展国民经济、实现可持续发展战略具有重大的意义。太阳能具有廉价、清洁、可再生等优点，高效地利用、转化和存储太阳能是实现可持续发展战略的重要途径。半导体光催化技术以太阳能的转化、存储和利用为核心，不仅可以将太阳能转化为氢能，彻底解决化石能源枯竭的问题。同时还可以将太阳能作为能量供给对自然环境中有毒有害的物质进行高效降解消除，有望解决人类赖以生存的生态环境问题。

半导体光催化的核心技术是光催化材料。经过近50多年的研究，人们已经累计开发了多种半导体材料如TiO₂等，然而，TiO₂属于宽带隙半导体（E_g=～3.2 eV），仅在紫外光范围有响应，而太阳光中紫外光部分不足总能量的5 %，其主要能量集中于400～700 nm的可见光（～46 %），因此研制可见光响应的光催化剂是提高太阳能利用效率的关键。

近年来，铋系光催化剂因具有合适的带隙、独特的电子构型和层状结构，具有优异的可见光催化性能，受到了研究者们的关注。其中，Bi₂MoO₆作为一种典型的Aurivillius型氧化物，由(Bi₂O₂)_n²⁺钼铋矿层状结构和(MoO₄)_n^2-钙钛矿八面体结构相交替构成，价带是由Bi 6s和O 2p轨道杂化而成，导带是Mo 3d轨道形成，具有相对较窄的带隙能(2.3～2.7eV)，最大吸收波长大约为 490 nm，在可见光谱区域有较强的吸收能力。然而，其激发产生的电子空穴分离难、复合率高，从而使光量子效率低、太阳能的利用率低，这在很大程度上限制了其光催化效率。