[发明专利]FeSe/BiVO4复合光催化剂及制备方法

说明书

本发明涉及光催化技术，尤其涉及FeSe/BiVO₄复合光催化剂及制备方法，该催化剂将FeSe纳米棒沉积在BiVO₄颗粒表面，该制备方法为：化学沉淀法制备BiVO₄颗粒；固相烧结法制备FeSe块状物；超声剥离法制备FeSe纳米棒；BiVO₄和FeSe混合后分散在乙醇中；上述溶液蒸发得到FeSe/BiVO₄复合光催化剂。本发明将BiVO₄与FeSe复合，光生电子将吸附在FeSe表面的O₂还原为氧自由基，剩余的空穴将‑OH氧化为羟基自由基。氧自由基和羟基自由基将有机污染物分解为二氧化碳和水。因此，FeSe与BiVO₄复合后能够有效提高其光催化性能，且FeSe价格较低，整个制备工艺简单，易推广。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种用于降解有机物的FeSe/BiVO₄复合光催化剂及制备方法。

背景技术

光催化技术是从上世纪70年代逐步发展起来的在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。该技术能通过光催化剂光解水产生氢气和氧气，能使有机污染物发生氧化还原分解反应，降解为CO₂、H₂O和无机离子等小分子物质。当前，TiO₂是被用来研究最多的光催化剂。但由于TiO₂光催化剂带隙较宽（3.2eV），只能被占太阳光4%能量的紫外光激发。因此，为了充分有效利用太阳光能量，目前许多研究组正在开发新型可见光响应的半导体光催化剂，其中最重要的一类就是铋系半导体光催化剂。

铋系半导体光催化材料如 BiO_X(X=Cl、Br、I)，Bi₂O₃, BiVO₄, Bi₂WO₆, Bi₂Mo₃O₁₂,Bi₄Ti₃O₁₂,等由于其独特的晶体结构和电子结构，因而表现出较好的可见光催化活性，这是铋系半导体光催化材料的共同特点和显著优势，其中具有代表性的是 BiVO₄，但是由于其光生电子-空穴复合高，电子-空穴复合会大大降低光催化活性。目前科学家用金、银、铂等贵金属与BiVO₄复合能够有效降低其光生电子-空穴复合率，但贵金属价格昂贵不利于大面积推广。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种成本较低、效率高的FeSe/BiVO₄复合光催化剂及制备方法。

为达上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种FeSe/BiVO₄复合光催化剂，包括有FeSe纳米棒、BiVO₄颗粒，FeSe纳米棒沉积在BiVO₄颗粒表面。

较佳地，所述的BiVO₄颗粒尺寸为0.5~5µm。

较佳地，所述的FeSe纳米棒长度为0.3~ 1.2 µm、直径为30 nm。

一种FeSe/BiVO₄复合光催化剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，利用化学沉淀法制备BiVO₄颗粒；

S2，采用固相烧结法制备FeSe块状物；

S3，采用超声剥离法制备FeSe纳米棒；

S4，将步骤S1制备的BiVO₄和S3制备的FeSe按98:2混合后超声分散在无水乙醇中；

S5，将步骤S4分散好的溶液蒸发，得到FeSe/BiVO₄复合光催化剂。