[发明专利]一种钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 202110352649.X 申请日: 2021-03-31
公开(公告)号: CN113070082B 公开(公告)日: 2023-02-24
发明(设计)人: 张文博;李思纯;李莉;马建中;鲍艳;刘超;祝茜 申请(专利权)人: 陕西科技大学
主分类号: B01J27/198 分类号: B01J27/198;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/38
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 李红霖
地址: 710021*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 钒酸铋 磷酸 氧化 石墨 复合 光催化剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂及其制备方法和应用,属于光催化材料技术领域。本发明采用原位沉淀法,将针状磷酸银生长在钒酸铋的表面,制得具有异质结结构的钒酸铋@磷酸银;利用氧化石墨烯将所得具有异质结结构的钒酸铋@磷酸银进行包覆,制得钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂。制得的钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂中,针状磷酸银原位生长在钒酸铋表面构成异质结结构,氧化石墨烯纳米片包覆在其表面。所述酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂能够应用于含有机污染物水处理中,在可见光照射下光催化降解有机污染物,并且保持良好的稳定性和优异的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域,涉及一种钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业化的发展产生了大量含有各种有机染料废水,对水体生态系统造成了毒性影响。因此,有机染料污染已成为一个严重的环境问题。目前已采用了吸附、电解、光催化、微生物分解和膜分离等多种方法来去除水中的有机染料。其中,以半导体材料为催化剂,利用绿色的太阳能为能源来消除污染物的光催化技术,被认为是解决环境污染的一种有前途和可持续的方法。

磷酸银(Ag3PO4)是一种光催化性能力极强的可见光光催化材料,自2010年被Ye和Yi发现其有光催化性能以来(Yi,et al.Nature Materials,2010,9:559),就成为了目前可见光光催化领域的最主要的研究热点之一。Ag3PO4具有高光催化活性的主要原因是禁带宽度为2.45eV,致使Ag3PO4在电子跃迁时所需的能量较低,可以吸收小于530nm的紫外光和可见光,在光吸收波长大于420nm时的量子效率达到90%,表现出极强的光氧化能力和降解有机污染物的能力。然而,由于Ag3PO4在光催化反应过程中的稳定性较差以及成本较高,使其大规模应用受到限制。因此,提高Ag3PO4光催化稳定性是提高其循环利用能力、降低成本的关键。

近年来,采用的最广泛的方法是将具有合适价带和导带位置的两种或多种半导体复合,构筑异质结结构,使得光激发产生的自由电子和空穴会向两个相反的方向移动,以便有效的分离光生电子和空穴。其中,构筑的异质结结构中半导体之间良好到的界面接触,是分离光生电子和空穴的关键。目前人们已成功制备出大量的复合光催化剂,例如,Ag3PO4/TiO2、Ag3PO4/BiVO4、Ag3PO4/g-C3N4等。例如但基于这些常见的异质结,光催化系统中光激发电荷转移路径的问题仍然存在,半导体上留下的电子或空穴可能很容易与空穴或电子重新结合,使材料本身的电荷重组效率降低。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂及其制备方法。本发明所述制备方法简单、安全环保,采用所述制备方法制得的钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂的光催化循环稳定性高、催化活性优异,解决了磷酸银复合光催化剂在电荷重组效率高、成本高的问题。

为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

本发明公开了一种钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法,通过采用原位沉淀法,将针状磷酸银生长在钒酸铋的表面,制得具有异质结结构的钒酸铋@磷酸银;利用氧化石墨烯将所得具有异质结结构的钒酸铋@磷酸银进行包覆,制得钒酸铋@磷酸银/氧化石墨烯复合光催化剂。

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