TiO2是最具代表性的光催化材料之一,被廣泛研究應用于環境污染與治理中,但其禁帶較寬,主要對紫外光有響應,使得太陽光利用率極低。因此,如何充分地利用太陽光并提高可見光催化劑的環境治理能力,成為催化學者的研究重點。釩酸鉍(BiVO4)是一種半導體材料,最早被用作黃色顏料。近年來,由于其禁帶寬度窄(約為2.4 eV),與太陽中心光譜的(2.6 eV)非常接近,可以直接吸收可見光,且在紫外可見漫反射光譜中它的光響應波長可以延伸到約520 nm處,因此釩酸鉍在光催化領域具有極高的研究價值,正逐漸作為光催化劑被應用于光催化技術中,在降解有機染料和有害氣體方面有著廣闊的應用前景。
目前,釩酸鉍催化劑的制備方法復雜,生產成本高,且得到的產物比表面小,催化活性低。
技術實現要素:
本發明提供一種可見光催化劑釩酸鉍的制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的。
可見光催化劑釩酸鉍的制備方法,包含以下步驟:
(1)配制Bi(NO3)3溶液:稱取20g Bi(NO3)3,溶于1L的去離子水中,同時加入10mL的濃HNO3,攪拌1h,得到Bi(NO3)3溶液;
(2)配制NH4VO3溶液:稱取20g NH4VO3溶解在1L的NaOH溶液中,攪拌1h,得到NH4VO3溶液;
(3)將步驟(2)得到的NH4VO3溶液加入到步驟(1)得到的Bi(NO3)3溶液中,調節混合溶液的pH值為7-8,然后在40-70℃下攪拌反應l-2 h;
(4)將步驟(3)的反應產物進行抽濾,用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次,置于烘箱中于在80-110℃下干燥4-6h;
(5)將步驟(4)的干產物置于箱式電阻爐中,在300℃下煅燒2 h,隨爐冷卻,研磨,并過100目篩,即得粉末的可見光催化劑釩酸鉍。
優選地,步驟(3)中調節混合溶液的pH值為7.5。
優選地,步驟(3)中,在60℃下攪拌反應1.5h。
優選地,步驟(4)中的干燥為在100℃下干燥5h。
本發明的優點:
本發明操作方法簡單,制備的可見光催化劑釩酸鉍的比表面積大,催化活性高,當用0.3 g 可見光催化劑釩酸鉍降解100 mL 10 mg/L的亞甲基藍時,亞甲基藍的降解率最高可達94.5%。
具體實施方式
實施例1
可見光催化劑釩酸鉍的制備方法,包含以下步驟:
(1)配制Bi(NO3)3溶液:稱取20g Bi(NO3)3,溶于1L的去離子水中,同時加入10mL的濃HNO3,攪拌1h,得到Bi(NO3)3溶液;
(2)配制NH4VO3溶液:稱取20g NH4VO3溶解在1L的NaOH溶液中,攪拌1h,得到NH4VO3溶液;
(3)將步驟(2)得到的NH4VO3溶液加入到步驟(1)得到的Bi(NO3)3溶液中,調節混合溶液的pH值為7,然后在40℃下攪拌反應l h;
(4)將步驟(3)的反應產物進行抽濾,用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次,置于烘箱中于在80℃下干燥6h;
(5)將步驟(4)的干產物置于箱式電阻爐中,在300℃下煅燒2 h,隨爐冷卻,研磨,并過100目篩,即得粉末的可見光催化劑釩酸鉍。
實施例2
可見光催化劑釩酸鉍的制備方法,包含以下步驟:
(1)配制Bi(NO3)3溶液:稱取20g Bi(NO3)3,溶于1L的去離子水中,同時加入10mL的濃HNO3,攪拌1h,得到Bi(NO3)3溶液;
(2)配制NH4VO3溶液:稱取20g NH4VO3溶解在1L的NaOH溶液中,攪拌1h,得到NH4VO3溶液;
(3)將步驟(2)得到的NH4VO3溶液加入到步驟(1)得到的Bi(NO3)3溶液中,調節混合溶液的pH值為8,然后在70℃下攪拌反應2 h;
(4)將步驟(3)的反應產物進行抽濾,用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次,置于烘箱中于在110℃下干燥4h;
(5)將步驟(4)的干產物置于箱式電阻爐中,在300℃下煅燒2 h,隨爐冷卻,研磨,并過100目篩,即得粉末的可見光催化劑釩酸鉍。
實施例3
可見光催化劑釩酸鉍的制備方法,包含以下步驟:
(1)配制Bi(NO3)3溶液:稱取20g Bi(NO3)3,溶于1L的去離子水中,同時加入10mL的濃HNO3,攪拌1h,得到Bi(NO3)3溶液;
(2)配制NH4VO3溶液:稱取20g NH4VO3溶解在1L的NaOH溶液中,攪拌1h,得到NH4VO3溶液;
(3)將步驟(2)得到的NH4VO3溶液加入到步驟(1)得到的Bi(NO3)3溶液中,調節混合溶液的pH值為7.5,然后在60℃下攪拌反應l.5h;
(4)將步驟(3)的反應產物進行抽濾,用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次,置于烘箱中于在100℃下干燥5h;
(5)將步驟(4)的干產物置于箱式電阻爐中,在300℃下煅燒2 h,隨爐冷卻,研磨,并過100目篩,即得粉末的可見光催化劑釩酸鉍。