[发明专利]改性BiVO4

说明书

本发明涉及半导体材料领域，旨在提供一种改性BiVO₄纳米片的制备方法。包括：将Na₃VO₄溶液滴入BiCl₃溶液中，经水热反应制得BiVO₄纳米片；将含氮前驱体灼烧获得g‑C₃N₄颗粒，经混合酸液处理后，经浸泡、洗涤和分散，获得g‑C₃N₄纳米颗粒水分散液；然后滴加至BiVO₄悬浮液中，超声、搅拌所得固体产物经过滤、洗涤、烘干及研磨，即为改性BiVO₄纳米片。本发明能够实现g‑C₃N₄纳米颗粒常温下在BiVO₄纳米片表面的牢固负载，避免了传统高温煅烧复合可能带来的颗粒团聚、晶粒长大等问题。构筑了表面分散型纳米异质结，有效避免了因晶体结构不同导致的界面失配现象，促进了光生载流子在BiVO₄与g‑C₃N₄间的迁移与分离，提高了光催化量子效率。

技术领域

本发明是关于半导体材料领域，特别涉及一种改性BiVO₄纳米片的制备方法。

背景技术

半导体光催化材料在能源环保领域具有广阔的应用前景，自1972年首次报道TiO₂光催化分解水后，光催化材料的开发及应用受到了人们的广泛关注。然而TiO₂禁带较宽(3.0-3.2eV)，仅能利用太阳光中3％-5％的紫外光能量，对占太阳光能量约45％的可见光利用较少。因此，可见光响应型光催化材料成为当前研究的重点。

钒酸铋(BiVO₄)是一种窄带隙半导体，对可见光具有较好的响应特性，但仍存在光生电子、空穴易复合的问题，制约了其催化性能的进一步提升。目前已经发展了过渡金属掺杂、稀土元素掺杂、贵金属沉积、非金属离子掺杂、构建半导体异质结等方法来提高其光催化活性。其中，构建半导体异质结可通过光生载流子在异质结中的迁移，抑制光生电子-空穴对的复合。

近年来，类石墨氮化碳(g-C₃N₄)因其优异的可见光响应特性(2.7eV)和低廉的成本受到了人们的极大关注。由于g-C₃N₄与BiVO₄能带结构匹配，采用g-C₃N₄与BiVO₄构建半导体异质结是提升BiVO₄光催化活性的有效方法。然而，当前g-C₃N₄/BiVO₄复合材料大多是采用片层状或微米尺度的g-C₃N₄与BiVO₄进行复合，这种较大尺寸颗粒间的复合一方面导致异质颗粒间接触面减少，另一方面因g-C₃N₄与BiVO₄晶体结构不同导致的界面失配现象会更加明显，从而大大降低了g-C₃N₄与BiVO₄复合的均匀性和有效性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种改性BiVO₄纳米片的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种改性BiVO₄纳米片的制备方法，包括如下步骤：