[发明专利]一种BiVO4

说明书

本发明公开了一种BiVO₄/质子化g‑C₃N₄/AgI三元复合光催化剂及其制备方法，首先通过水热法和煅烧法分别制备BiVO₄和质子化g‑C₃N₄，然后通过静电自组装法制备BiVO₄/质子化g‑C₃N₄复合材料，进而利用原位沉淀法制备BiVO₄/质子化g‑C₃N₄/AgI三元复合光催化剂。本发明所制备的三元复合光催化剂能够快速分离光生电子和空穴，提高光电子的寿命，减小光生电子空穴复合率，对可见光具有良好的响应，在催化反应60min后，罗丹明B溶液的降解率可达到94.7％，该复合催化剂可用于可见光下降解水污染物有机染料，对环境治理具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种BiVO₄/质子化g-C₃N₄/AgI 三元复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

以半导体氧化物为主体的光催化技术，凭借其自身没有污染、完成工艺简单、能够直接利用太阳能作为反应光源并可以生产清洁能源等优良特性，成为目前治理环境污染物比较有效的技术。BiVO₄作为一种新型半导体材料，其带隙窄(2.40eV左右)，具有优秀的可见光响应，导带和价带位置(对比标准氢电极)适宜，是同时具有光解水产氧、还原、降解污染物能力的一种有效半导体光催化剂。然而，BiVO₄光催化剂具有电荷传输能力差、复合快、吸附性差等特点，限制了其光催化活性。BiVO₄与其它半导体构建恰当的异质结光催化体系被认为是进一步增强光催化活性的有效策略。此外，研究已经证实，制备合适的三元异质结更有利于增强可见光响应能力和电荷载流子分离，使其具有更高的光催化活性。

二维材料(2D)具有各种优异的特性，例如高电荷迁移率和可调电子特性。近年来，氮化碳(g-C₃N₄)作为2D家族的新成员，因其高度离域的共轭体系，高化学稳定性以及生产成本低等优点受到了广泛关注。例如，Tingting Xiao通过精确控制原位水解和连续聚合过程得到的WO₃/g-C₃N₄，WO₃和 g-C₃N₄之间的协同效应提高了界面电荷传输效率，以及氧化还原活性位点的数量，从而有效地提高了光催化剂的催化活性(Appl.Catal.B.220(2018) 417-428)。此外，研究人员也对g-C₃N₄改性的BiVO₄进行了研究，Ying Wang 等人通过超声分散法得到BiVO₄/g-C₃N₄光催化剂，对污水中的罗丹明B具有良好的光催化降解活性(Appl.Catal.B.234(2018)37-49)。同时具有优异的氧化还原能力的碘化银(AgI)已广泛用于光催化领域。然而，AgI往往是不规则的球形颗粒并且易于团聚，阻止了其高催化活性。将AgI与其它半导体复合形成异质结是解决该问题的有效策略。Fei Chen等人证明了BiVO₄/AgI光催化剂体系中异质结构促进的光电子的转移和提高的光催化活性(ACS Appl.Mater.Inter.8(2016)32887-32900)。