[发明专利]一种V2

说明书

本发明公开了一种V₂O₅/Sr₂FeTaO₆@C光催化剂的制备方法及其光催化剂和应用，该制备方法包括如下步骤：将钒盐、有机框架物、氯化物溶解到乙醇水溶液中，搅拌溶解；调节溶液酸碱度，加入制备的Sr₂FeTaO₆，充分搅拌；将得到混合悬浮液进行水热反应，反应结束后待其自然冷却，固体用无水乙醇和水反复冲洗，干燥得MIL‑101(V)/Sr₂FeTaO₆粉体；将得到的MIL‑101(V)/Sr₂FeTaO₆粉体样品充分研磨后，将其煅烧，得样品粉末。本发明基于MOF材料后处理过程提供了一种全新制备的复合光催化剂的方法，最终合成得到了界面作用力强的三元光催化剂，实现光催化降解氮氧化物性能的大幅提升。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种V₂O₅/Sr₂FeTaO₆@C光催化剂的制备方法及其光催化剂和应用。

背景技术

对于高浓度氮氧化物废气的深度治理是提升人民身心健康以及生活幸福感的重要举措之一。目前所采用的主流的治理方法是选择性催化还原技术(SCR) 和选择性非催化还原(SNCR)技术。前者设备投入较大且必须使用NH3，易造成二次污染；后者虽无需催化剂，成本较低，但是需要在高温下进行，能耗较高。近年来，光热催化已逐渐被证明是一种具有很强应用前景的治理大气污染物的新技术和新方法。该方法可以有效降低氮氧化物的降解温度，但是由于受限于在半导体材料的体相和表面较高的光生电子-空穴对的复合率，导致其光热催化性能尚无法满足实际应用的要求，因此如何有效的提高半导体材料光生载流子分离和转移效率对是实现光热催化治理大气污染至关重要。

目前，有提高光生载流子分离和转移效率的方法主要有：1)负载贵重金属，如Pt，Au，Ag等，由于贵重金属的稀缺性，导致催化剂的制备成本较高；2) 半导体复合，两种具有匹配导价带位置的半导体复合后，可以利用导价带之间的电势差促进电子的快速转移。通过半导体复合的方法调控光生载流子的分离和转移效率一直被认为是最为有效地提高半导体体系性能的重要方法之一。该方法能在不破坏材料内在结构的前提下，实现光催化性能的有效提升。

尽管如此，该方法仍存在严重缺陷，即要求两种半导体接触界面必须具有很好的连接性，以促进光生电子的转移。而目前制备半导体复合体系的方法主要有两种：1)用简单复合的方法。将两种半导体机械混合，难以实现界面处的真实键合，导致其效率仍有待提升。2)采用磁控溅射的方法，该方法所制备的材料体量难以提高，且成本很高。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于光热催化降解氮氧化物的三元V₂O₅/Sr₂FeTaO₆@C光催化剂的制备方法，该材料为环境友好型的光催化剂，具有催化活性高、环境友好的优势在移动源和固定源光催化降解氮氧化物具有广阔的应用前景。

本发明还提供制备的V₂O₅/Sr₂FeTaO₆@C光催化剂及其应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种V₂O₅/Sr₂FeTaO₆@C光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将钒盐、有机框架物、氯化物加入去乙醇水溶液中，充分搅拌，使其溶解；

(2)往步骤(1)得到的溶液中加入HCl，调节溶液的酸碱度，使其为酸性；

(3)将步骤(2)调节酸碱度为酸性后的溶液加入Sr₂FeTaO₆粉末颗粒，充分搅拌；