[发明专利]一种Gd、Ce离子共掺杂高效可见光催化剂BiVO4

权利要求书

1.一种Gd、Ce离子共掺杂高效可见光催化剂BiVO₄的制备方法，采用以乙二胺四乙酸为模板剂，通过溶胶凝胶反应进行制备，其特征在于，具体步骤如下：

①、将柠檬酸(CA)与五水硝酸铋(Bi(NO₃)₃·5H₂O)、六水硝酸钆(Gd(NO₃)₃·6H₂O)、六水硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)混合形成前驱液A；

②、将柠檬酸(CA)与偏钒酸铵(NH₄VO₃)混合形成前驱液B；

③、将A和B混合，调节体系pH值，形成澄清透明的混合溶液C；

④、取乙二胺四乙酸(EDTA)加入混合溶液C中，形成澄清透明Bi_1-x-yVO₄:xGd³⁺,yCe³⁺溶胶；

⑤、溶胶经过陈化、干燥煅烧，即得到单斜白钨矿相离子共掺杂Bi_1-x-yVO₄:xGd³⁺,yCe³⁺可见光催化剂，其中0x+y≤0.1，且0x0.1，0y≤0.05。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤①中前驱液A是将柠檬酸(CA)与五水硝酸铋(Bi(NO₃)₃·5H₂O)、六水硝酸钆(Gd(NO₃)₃·6H₂O)、六水硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)按照柠檬酸(CA)与Bi³⁺、Gd³⁺、Ce³⁺三者之和的摩尔比为2.0～4.5:1溶解于硝酸水溶液中，搅拌均匀直至溶液澄清。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤①中柠檬酸(CA)与Bi³⁺、Gd³⁺、Ce³⁺三者之和的摩尔浓度分别为0.3～1.4mol/L、0.15～0.40mol/L。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤②中前驱液B是将柠檬酸(CA)和偏钒酸铵(NH₄VO₃)按照柠檬酸(CA)与V摩尔比为2.0～4.5:1溶解于氨水溶液中，搅拌均匀直至溶液澄清。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤②中柠檬酸(CA)与偏钒酸铵(NH₄VO₃)的摩尔浓度分别为0.3～1.4mol/L、0.15～0.40mol/L。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤③中按照Bi³⁺、Gd³⁺、Ce³⁺三者之和的摩尔比与V摩尔比为1:1将前驱液A滴加至前驱液B中，用氨水调至pH为6.5～8.5，恒温搅拌均匀，得到澄清透明混合溶液C。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤④中按照前述步骤柠檬酸(CA)总量与乙二胺四乙酸(EDTA)摩尔比为4:0.5～1称取乙二胺四乙酸(EDTA)，在强烈搅拌下，将EDTA缓慢加入混合溶液C中，形成澄清透明的Bi_1-x-yVO₄:xGd³⁺,yCe³⁺溶胶。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤⑤中将获得的Bi_1-x-yVO₄:xGd³⁺,yCe³⁺溶胶在50.0～80.0℃水浴锅中搅拌4.0～8.0h，接着于15～25℃下陈化18.0～36.0h，形成澄清透明的凝胶，然后于烘箱中100～180℃干燥2.0～8.0h，于马弗炉中400～650℃煅烧2.0～6.0h，从而形成单斜白钨矿相离子共掺杂Bi_1-x-yVO₄:xGd³⁺,yCe³⁺高效可见光催化剂。