[发明专利]一种可见光响应型g-C3

说明书

发明名称一种可见光响应型g‑C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法及其应用摘要本发明属于环境光催化材料合成技术领域，具体涉及了一种可见光响应型g‑C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法及其应用。本发明采用前驱重整技术，首先通过简单的溶剂热法制备钒酸铋纳米颗粒和石墨相前驱体三聚氰胺的复合物，然后再经过高温煅烧得到钒酸铋纳米颗粒负载石墨型氮化碳异质结光催化剂，可用于可见光下降解亚甲基蓝。本发明的优点在于制备工艺简单，成本较低，制得的催化剂具有良好的环境稳定性，易于大规模工业化生产。用钒酸铋BiVO₄与非金属催化剂g‑C₃N₄复合形成异质结能够大大促进光生电子和空穴的传输，因而显著地提高了催化剂的可见光响应性，增加了可见光催化活性。

技术领域

本发明属于环境光催化材料合成技术领域，具体涉及了一种可见光响应型g-C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法及其应用。

背景技术

近年来随着工业生产的快速发展，能源和环境污染问题一直受到人们的普遍关注。对工业污染治理技术的要求不断提高，光催化技术在环境治理方面的研究也越来越多。半导体材料在光的照射下将光能转化为化学能，促进化合物的合成或使化合物降解从而实现光催化。利用太阳能源光催化降解污染物已成为研究的热点之一。近年来，在广大科研工作者们不懈努力下，环境光催化技术已被广泛应用于环境中的废水处理。但是，设计和开发成本低、高效、持久的可见光响应型光催化材料依然具有重要的现实意义，并且成为光催化剂发展的主要趋势。

钒酸铋可直接利用可见光，并且在可见光照射下可以有效降解环境中的有机污染物，体现出优异的光催化活性，因而在光催化氧化环境污染物等方面具有广阔的前景。但是由于其光腐蚀性、易团聚及高电子负荷率，使其应用受到一定的限制。然而，石墨相氮化碳作为非金属光催化剂由于具有化学稳定性、电子结构、易制备和可见光响应性等优异性能受到了众多科研工作者们的广泛关注。通过钒酸铋复合其他催化剂形成异质结结构可以有效弥补钒酸铋本省存在的缺陷，是有效提升其光催化活性的方式之一。因此，本发明借助前驱重整技术，提供了一种可见光响应型g-C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法，目的是通过氮化碳的复合形成的异质结结构促进光生电子和空穴的快速分离，从而抑制光生载流子的复合，提升其光催化性能。

发明内容

本发明采用前驱重整技术，旨在提供一种可见光响应型g-C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法及其应用，该方法通过简单的溶剂热法制得BiVO₄纳米颗粒和石墨相氮化碳前驱体三聚氰胺复合物，然后再高温下煅烧得到g-C₃N₄/BiVO₄异质结光催化剂。本发明制备的异质结光催化剂可应用于可见光下催化降解亚甲基蓝。

一种可见光响应型g-C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法，具体包括以下步骤：

一种可见光响应型g-C₃N₄/BiVO₄异质结材料的制备方法及其应用，其特征在于，按照下述步骤进行：

（1）在室温下，将五水合硝酸铋和偏钒酸铵依次加入到去离子水中，在磁力搅拌下加入适当比例的三聚氰胺，然后再剧烈搅拌得反应混合物；

（2）将步骤（1）中的反应混合物转移至带聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，恒温加热反应，反应结束后自然冷却至室温；