[发明专利]一种碳球负载的CuO-BiVO4异质结复合光催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种碳球负载的CuO-BiVO₄异质结复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将蔗糖溶液放入高压釜中，140～200℃水热处理6～12小时，冷却后离心分离，用无水乙醇和去离子水洗涤3～5次，70～100℃干燥12～24小时，即制得碳球；

(2)将含铋化合物溶解在酸性溶液中，搅拌至完全溶解，Bi³⁺与酸性溶液H⁺的摩尔比范围为5～15％；继而加入碳球，磁力搅拌0.5～2小时；

(3)将含钒化合物溶解在碱性溶液中，搅拌至完全溶解，VO₃^-与碱性溶液OH^-的摩尔比范围为5～15％；

(4)将步骤(2)、(3)所得溶液混合，混合体系中的Bi³⁺与VO₃^-的摩尔比为1；调节此混合体系pH到6～7，磁力搅拌1～2小时，转移至高压釜中，加适量的去离子水，140～200℃水热处理6～12小时，冷却后离心分离，用无水乙醇和去离子水洗涤3～5次，于70～100℃干燥12～24小时后即制得碳球负载的BiVO₄催化剂，该催化剂中碳球和BiVO₄的质量比为1～10％；

(5)将含铜化合物配置成溶液，并与步骤(4)所得催化剂混合在陶瓷坩埚中，水浴条件下连续搅拌直至溶液蒸干，200～400℃煅烧3～6小时，即制得碳球负载的CuO-BiVO₄异质结复合光催化剂，该催化剂中CuO和BiVO₄摩尔比为1～10％。

2.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，所述蔗糖溶液的浓度范围为0.1～0.5mol/L。

3.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，所述的含铋化合物为硝酸铋、氯化铋或硫酸铋，含钒化合物为偏钒酸铵或偏钒酸钠，含铜化合物为硝酸铜、氯化铜或硫酸铜。

4.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，所述的酸性溶液为硝酸、盐酸或硫酸溶液，碱性溶液为NaOH或KOH溶液。

5.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，所述的酸性溶液的H⁺与碱性溶液的OH^-摩尔比为1，H⁺或OH^-的浓度范围为3～5mol/L。

6.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，进行水热合成反应时，反应体系的填充度为50～90％。

7.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，在步骤(1)所述碳球制备过程中，调节水热时间在6～12小时和填充度在50～90％，能够选择性地合成直径范围在500nm～2μm的碳球。

8.根据权利要求1的所述制备方法，其特征在于，所述BiVO⁴为单斜系的白钨矿结构，BiVO₄颗粒尺寸为200nm～1μm，CuO颗粒尺寸为100nm～500nm，制得的复合光催化剂的比表面积为2～8m²/g。