[发明专利]一种磷酸镍钠光催化剂的制备及其光催化应用

权利要求书

1.一种新型的磷酸镍钠光催化材料，其特征在于：它的化学式为Na₄Ni₃P₄O₁₅。

2.根据权利要求1所述的Na₄Ni₃P₄O₁₅光催化剂，其特征在于：固相法所制备的样品平均颗粒粒径为1.67微米，化学溶液法所制备的样品平均颗粒粒径为0.10微米。

3.一种如权利要求1所述的磷酸镍钠光催化材料的制备方法，采用高温固相法，其特征在于包括以下步骤：

（1）以含钠离子、含镍离子和含磷离子的化合物为原料，按通式Na₄Ni₃P₄O₁₅中对应元素的化学计量比称取原料，研磨后混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合物在空气气氛下进行预煅烧，预煅烧温度为200~600℃，煅烧时间为4~20小时，自然冷却后，研磨并混合均匀；

（3）将步骤（2）得到的混合物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为600~1000℃，煅烧时间为5~20小时，自然冷却并研磨后即得到一种新型的磷酸镍钠光催化材料。

4.根据权利要求3所述的一种新型的磷酸镍钠光催化材料的制备方法，其特征在于：所述的含钠元素的化合物为碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的一种；所述的含镍元素的化合物为氧化镍、三氧化二镍、碱式碳酸镍、硝酸镍、氢氧化镍中的一种；所述的含磷元素的化合物为五氧化二磷、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸中的一种。

5.根据权利要求3所述的一种新型的磷酸镍钠光催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的煅烧温度为250~600℃，煅烧时间为5~18小时；步骤（3）所述的煅烧温度为700~1000℃，煅烧时间为6~16小时。

6.一种如权利要求1所述的磷酸镍钠光催化材料的制备方法，采用化学溶液法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按化学式Na₄Ni₃P₄O₁₅中各元素的化学计量比，首先称取含有钠离子Na⁺的化合物，溶于适量的去离子水或稀硝酸中，加热搅拌，直至完全溶解，加入适量的络合剂，得到A溶液；称取含有镍离子Ni²⁺的化合物，溶于适量的去离子水或稀硝酸中，加热搅拌，直至完全溶解，加入适量的络合剂，得到B溶液；称取含有磷离子P⁵⁺的化合物，溶于适量的去离子水或稀硝酸中，加热搅拌，直至完全溶解，得到C溶液；最后混合A、B、C溶液，并搅拌均匀；

（2）将上述混合物溶液放置在烘箱中，温度为50~100℃，时间为12小时，陈化并烘干；

（3）自然冷却后，取出前驱体，在空气气氛中进行煅烧，煅烧温度为600~900℃，煅烧时间为5~20小时，自然冷却后，研磨均匀即得到一种新型的磷酸镍钠光催化材料。

7.根据权利要求6所述的一种新型的磷酸镍钠光催化材料的制备方法，其特征在于：所述的含钠元素的化合物为碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的一种；所述的含镍元素的化合物为氧化镍、三氧化二镍、碱式碳酸镍、硝酸镍、氢氧化镍中的一种；所述的含磷元素的化合物为五氧化二磷、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸中的一种；所述络合剂为柠檬酸、草酸中的一种。

8.根据权利要求6所述的一种新型的磷酸镍钠光催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的煅烧温度为650~900℃，煅烧时间为7~18小时。

9.一种如权利要求1所述的一种新型的磷酸镍钠光催化材料，其特征在于：所述的磷酸镍钠光催化材料在紫外光和可见光的照射下，300分钟内对亚甲基蓝的降解率最大达到87.02%，是一种高效的光催化剂。