[发明专利]一种多层级花状La掺杂BiVO4

说明书

本发明涉及光催化技术领域，一种多层级花状La掺杂BiVO₄‑Bi₂MoO₆异质结光催化剂，La掺杂使BiVO₄光吸收边产生稍许红移，减少了BiVO₄的禁带宽度，提高了对可见光的吸收，同时La掺杂也能作为电子的有效受体，捕获光生电子，抑制光生电子‑空穴复合，提高BiVO₄的光催化活性与性能，水热合成了多层级花状La掺杂BiVO₄与纳米花状Bi₂MoO₆，具有非常高的比表面积，提高了对光能的利用率，增强了可见光能的吸收，由于Bi₂MoO₆的价带、导带都高于BiVO₄，能带结构的差异形成异质结构，促进了光生载流子的分离，抑制了光生电子‑空穴的复合，同时复合光催化剂也降低了禁带宽度，产生的空穴与活性自由基进攻有机大分子，降解成无毒小分子或水与二氧化碳。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体为一种多层级花状La掺杂BiVO₄-Bi₂MoO₆异质结光催化剂的制法及应用。

背景技术

随着社会的发展，人类的足迹几乎踏遍世界的每一个角落，也几乎在每一处都留下了人类文明的印记，而人类活动产生的污染也不可避免的对自然生态环境的侵蚀也越来越严重，其中，水污染是最具代表性也是危害最严重的污染之一，水污染主要分为有机重金属水污染与有机物水污染，主要来源为工业废水以及人类日常生活排放的废水，其中有机物水污染主要有抗生素、甲基橙、罗丹明B染料等，由于有机物的多样性，通常难以简单的通过吸附等方式除去，因此有机废水通常通过降解的方式来解决。

光催化降解就是一种非常有效的光催化降解水体中有机污染物的方法，目前主要的光催化剂有ZnO、TiO₂、石墨相氮化碳以及BiVO₄等，这些材料利用光辐射，在反应体系中产生活性极强的自由基与空穴，再通过活性的自由基进攻有机污染物，使其降解为无毒的有机小分子或者矿化成二氧化碳和水，其中BiVO₄由于其较窄的禁带宽度，在可见光区域具有非常好的光响应，在光催化降解有机污染物方面具有非常好的活性，但是由于光生电子-空穴复合严重，影响了其光催化性能，因此通过构建异质结构来降低复合率是一种很有效的方式。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多层级花状La掺杂BiVO₄-Bi₂MoO₆异质结光催化剂的制法及应用，解决了BiVO₄光生电子-空穴复合严重，光催化降解性能较低的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多层级花状La掺杂BiVO₄-Bi₂MoO₆异质结光催化剂制备方法包括以下步骤：

(1)将Bo(NO₃)₃溶解在冰醋酸中，滴加与NaVO₃的水溶液，搅拌均匀后再加入十二烷基磺酸钠与La(NO₃)₃，再加入NaOH调节pH至8-10，于水浴反应釜中，进行水热反应，过滤洗涤、真空干燥，得到多层级花状La掺杂BiVO₄；

(2)将MoO₃、Bi(NO₃)₃与多层级花状La掺杂BiVO₄溶于去离子水中，再转移至聚四氟乙烯内胆中，于不锈钢高压釜中，进行水热反应，冷却沉淀、过滤洗涤、真空干燥，得到多层级花状La掺杂BiVO₄-Bi₂MoO₆异质结光催化剂。