[发明专利]一种可见光响应铁系光催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种可见光响应铁系光催化剂，其特征是包括过渡金属、稀土、铋和铁等成分，最终产物分子式计量为Bi_(1-x-y)T_xP_yFeO₃，式中T为过渡金属，P为稀土元素，0＜x≤0.07，0＜y≤0.07。

2.根据权利要求1所述的可见光响应铁系光催化剂，其特征是制得的代表性催化剂为Bi_0.90Ni_0.03Ce_0.07FeO₃。

3.根据权利要求1或2所述的可见光响应铁系光催化剂的制备方法，其特征是采用低温热分解配位前驱体法，快速制备掺杂过渡金属和稀土元素的复合铁酸铋，包括配位前驱体的制备和配位前驱体的热分解等二个步骤：

1)配位前驱体的制备

将一定量的配位剂二乙三胺五乙酸(H₅DTPA)溶解于热水中，按催化剂分子剂量加入过渡金属元素、稀土元素、铋和铁的水合硝酸盐，其过渡金属为铬Cr、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu和锌Zn等水合硝酸盐中的一种；其稀土元素为镧La、钇Y、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钆Gd、镝Dy、铒Er和钇Y等水合硝酸盐中的一种；过渡金属、稀土、铋和铁的硝酸盐加入量按照最终产物Bi_(1-x-y)T_xP_yFeO₃计量，式中T为过渡金属，P为稀土元素，0＜x≤0.07，0＜y≤0.07；

将混合物充分搅拌，直至为透明溶液，再在60℃～90℃下加热3d～6d，得到配位前驱体Bi_(1-x-y)T_xP_y(DTPA)Fe(NO₃)₃·nH₂O固体。

2)配位前驱体的热分解

将固态Bi_(1-x-y)T_xP_y(DTPA)Fe(NO₃)₃·nH₂O配位前驱体置入马弗炉中于400℃～600℃灼烧1h～2h，待样品冷却至室温，研磨，得到深褐色的Bi_(1-x-y)T_xP_yFeO₃粉末氧化物。

4.根据权利要求1所述一种新型可见光响应铁系光催化剂的制备，其特征在于配位剂二乙三胺五乙酸(H₅DTPA)溶解于热水中，按照最终产物Bi_(1-x-y)T_xP_yFeO₃剂量加入稀土元素、过渡金属元素和铁的水合硝酸盐，充分搅拌得到透明溶液。

5.根据权利要求1所述一种可见光响应铁系光催化剂的制备，其特征在于配位前驱体溶液时，其溶液加热温度低于90℃。

6.根据权利要求1所述一种可见光响应铁系光催化剂的制备，其特征在于配置掺杂成分与基体元素铋和铁的比为：过渡金属元素(T):稀土元素(P):铋(Bi):铁(Fe)＝x:y:(1-x-y):1，式中0＜x≤0.07，0＜y≤0.07。

7.根据权利要求1所述一种新型可见光响应铁系光催化剂的制备，其特征在于用于制备配位前驱体的溶液，需将混合得到的透明溶液加热至50℃～90℃并保持3d～6d。

8.根据权利要求1所述一种新型可见光响应铁系光催化剂的制备，其特征在于将配位前驱体先置入马弗炉中于400℃～600℃灼烧1～2h，待样品冷却至室温，取出研磨，得到深褐色的Bi_(1-x-y)T_xP_yFeO₃粉末氧化物。