[发明专利]一种氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于稀HNO₃中，搅拌至澄清，然后加入NH₄VO₃，搅拌50～80min，形成前驱液A；其中Bi(NO₃)₃·5H₂O与NH₄VO₃的摩尔比为1:1；

步骤2，将前驱液A在70～90℃下水热反应13～16h，制得(040)晶面BiVO₄沉淀，将该沉淀洗涤、干燥，得到(040)晶面BiVO₄粉体；

步骤3，将CO(NH₂)₂从室温升到530～580℃，煅烧2～4h，制得g-C₃N₄粉体；

步骤4，在搅拌条件下，将制得的g-C₃N₄粉体溶于去离子水中，搅拌、超声至混合均匀，得到g-C₃N₄溶液；

步骤5，在搅拌条件下，将制备好的(040)晶面BiVO₄粉体加入g-C₃N₄溶液中，搅拌均匀，得到前驱液B，其中加入的(040)晶面BiVO₄粉体与g-C₃N₄溶液中g-C₃N₄的质量比为(2～8):(8～2)；

步骤6，将前驱液B在室温下进行超声反应，将反应生成的沉淀洗涤、干燥后即得到氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结。

2.根据权利要求1所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤1中前驱液A中Bi³⁺的浓度为0.1～0.3mol/L，稀HNO₃的浓度为1～3mol/L。

3.根据权利要求1所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤2和步骤6中的干燥是在60～80℃恒温干燥8～10h。

4.根据权利要求1所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的升温速率为8～12℃/min。

5.根据权利要求1所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤4中g-C₃N₄溶液的浓度为0.01～0.03g/mL。

6.根据权利要求1所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤5中搅拌均匀所需的时间为30～60min。

7.根据权利要求1所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤6中的超声反应时间为1～2h，超声功率为80～100W。

8.权利要求1-7中任意一项所述的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结的制备方法制得的氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结，其特征在于，所述氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结中BiVO₄的结构为单斜相，空间结构群为I2/a，BiVO₄的(040)晶面暴露且表面光滑，氮化碳/(040)晶面钒酸铋异质结中BiVO₄与g-C₃N₄两相共存，形成了异质结结构，且BiVO₄与g-C₃N₄的能级相互匹配。