[发明专利]一种Bi4

说明书

本发明公开了一种Bi₄V₂O₁₁/BiVO₄异质结光催化剂的制备方法及应用，所述Bi₄V₂O₁₁/BiVO₄异质结光催化剂中Bi₄V₂O₁₁的质量分数为3~24%，其按以下制备方法得到：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于乙二醇中得到溶液A，备用，其中Bi(NO₃)₃·5H₂O摩尔量与乙二醇体积的比值为1mol：1~5L；将NH₄VO₃溶于氢氧化钠溶液中得到溶液B，备用；将溶液A和溶液B混合后得到溶液C，备用；将溶液C置入反应釜内，并在180℃的温度条件下反应24h，再对反应产物进行离心、洗涤、干燥后即得到所述Bi₄V₂O₁₁/BiVO₄异质结光催化剂。该制备方法可准确制备得到不同Bi₄V₂O₁₁含量的Bi₄V₂O₁₁/BiVO₄异质结光催化剂，且工艺简单、效率高，有利于工业化生产。

技术领域

本发明属于半导体光催化材料技术领域，特别涉及一种Bi₄V₂O₁₁/BiVO₄异质结光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

单斜晶系BiVO₄(m-BiVO₄)是一种对可见光响应的半导体材料，禁带宽度在2.4～2.5eV 之间，可吸收约11％的太阳能。由于m-BiVO₄的价带电位相对于标准氢电极电位约为2.5eV，该电位赋予m-BiVO₄充足的驱动力去氧化水分子以及降解各种有机化合物。并且m-BiVO₄的导带边缘紧邻可逆氢电极电位，确保了m-BiVO₄对水的分解可在较小的外部偏置电压下进行。此外，m-BiVO₄具有无毒性、光化学性能稳定和制备成本相对低廉的特点。凭借上述特点，m-BiVO₄在光催化领域受到了众研究人员的青睐。

然而，受限于电子传导能力不佳、载流子寿命短和氧化水速率缓慢等因素的制约，m-BiVO₄无论是以粉状，还是以电极状的形态参与到光催化反应过程中时，其量子效率均无法满足工业化应用的要求。为解决该问题，在m-BiVO₄中构建Bi₄V₂O₁₁/BiVO₄异质结，即通过一定方法构建m-BiVO₄基异质结构来提高光生载流子的分离效率，进而大幅度提升材料的光子收割效率。不同Bi₄V₂O₁₁含量的BiVO₄/Bi₄V₂O₁₁材料应用于不同领域，且 Bi₄V₂O₁₁含量也并不是越大越好。