[发明专利]一种片层花状Mn(VO3

说明书

本发明公开了一种片层花状Mn(VO₃)₂复合g‑C₃N₄光催化剂及其制备方法和应用；制备方法为：(1)以去离子水为溶剂，分别配制乙酸锰溶液和偏钒酸铵溶液，然后将乙酸锰溶液与偏钒酸铵溶液混合，搅拌均匀得到混合液A；(2)采用乙酸溶液将混合液A的PH值调至5.2‑5.6，继续搅拌2‑3h，得到前驱体溶液；(3)向前驱体溶液中加入g‑C₃N₄粉体，搅拌3‑4h，然后将其转移至带有聚四氟乙烯内衬的高压釜中，于170‑190℃下密闭反应17‑20h；(4)反应结束待其冷却至室温后，倒掉上层溶液，得到黑棕色沉积物，先后用去离子水和乙醇充分洗涤，干燥，得到片层花状Mn(VO₃)₂复合g‑C₃N₄光催化剂。本发明采用一步水热法，制备工艺简单，适宜批量生产，为应用研究奠定良好基础，在光催化领域具有良好前景。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种片层花状Mn(VO₃)₂复合g-C₃N₄光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在当前的光催化领域研究中，一些氧化物半导体材料(如TiO₂、ZnO)已被广泛应用，然而，二氧化钛具有比较大的带隙能(Eg＝3.2ev)，需在紫外光照射下才能发生电子跃迁，但自然光中紫外光不足5％，故其对太阳光的利用率非常低，即在太阳光下，它的光催化降解效率比较低。随着人们对光催化认识的不断深入，半导体材料在光催化领域得到深入发展。

金属钒酸盐是一类优良的功能材料。最新的研究表明，某些钒酸盐在光催化领域存在着巨大的应用潜力，是一类新型的高活性光催化剂。在钒酸锰中，钒、锰原子因其特殊的结构，拥有良好的光学性能。

材料的形态及制备方法也是影响其物理化学性能的关键因素，当材料尺寸达到纳米级时，材料的表面效应、量子尺寸等效应会导致纳米材料的性能明显优于相应块体材料的性能，从而显现出不同的物理化学性能，因此，通过不同方法制备不同形态的钒酸锰纳米材料对于其应用具有重要的研究意义。其次，提高催化剂光催化活性的一项有效措施是改善光生电子与光生空穴的分离-结合几率。研究表明，二元或多元半导体复合技术可以达到此目的，复合的新材料既能有效调节单一材料的性能，又会产生出许多新的光化学、光物理方面的特性。

W.D.Huang等人通过水热法成功制备了钒酸锰纳米带，但该制备方法耗时过长，制备成本高。申请号为201410400470.7、名称为“一种纳米针状结构钒酸锰自清洁涂料”的专利公开了一种钒酸锰纳米针状结构。Sandeep Kaushal等人采用水热法制备的ZnO/Mn(VO₃)₂复合光催化剂在紫外光和可见光下表现出良好的光催化降解效果。Pu等人通过表面化学沉淀法制备了Ag₂O/g-C₃N₄光催化剂，Ag₂O的光催化性能得到提高。Yu等人制备的直接z型g-C₃N₄/Ag₂WO₄光催化剂对有机污染物的降解表现出了较高的光催化性能。基于以上相关研究进展以及不同形貌、不同复合物及制备方法对材料性能的影响，关于钒酸锰复合物的材料在光催化领域的研究还需攻克。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、成本低且催化性能优异的片层花状Mn(VO₃)₂复合g-C₃N₄光催化剂及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：