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专利号: 2015106383488
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:未下证
更新日期:2024-08-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:将浓度为2.1~2.15mol/L的三聚氰胺水溶液与浓度为0.8~0.85mol/L的纳米SiO2水溶液按体积比为3:2混合均匀,超声分散后再搅拌均匀,然后烘干,得白色固体,将白色固体研细后装入坩埚中,在N2气氛炉中升温至540~560℃煅烧4h,得淡黄色粉末,再用NH4HF2水溶液腐蚀淡黄色粉末,除去其中的SiO2模板,最后洗涤、干燥,得到mpg-C3N4粉体;

步骤2:将mpg-C3N4粉体加入到乙醇中超声分散均匀,得到mpg-C3N4醇溶液;

步骤3:将Bi(NO3)3·5H2O溶于水中,搅拌均匀,得铋盐溶液;将NH4VO3溶于热水中,加热搅拌均匀,得钒盐溶液;

步骤4:按Bi与V的摩尔比为1:1将钒盐溶液加到铋盐溶液中,搅拌均匀,得混合液,调节混合液的pH值为8,继续搅拌均匀;

步骤5:将RE(NO3)3·6H2O加入到调节了pH值后的混合液中,搅拌均匀,得前驱RE-BiVO4悬浊液;其中RE(NO3)3·6H2O为Nd(NO3)3·6H2O或者Nd(NO3)3·6H2O与Er(NO3)3·6H2O的混合物,前驱RE-BiVO4悬浊液中RE与Bi的摩尔比为(10.52~11.11):100;

步骤6:将mpg-C3N4醇溶液加入前驱RE-BiVO4悬浊液中,先搅拌均匀,然后超声分散,再继续搅拌均匀,得反应前驱液;反应前驱液中mpg-C3N4与V的摩尔比为(0.8~1.2):1;

步骤7:将反应前驱液加入微波水热反应釜中,将微波水热反应釜置于微波辅助水热合成仪中,设定压力为1.3MPa,在300W的微波功率下,从室温升温至95~105℃,保温7~

9min;然后继续升温至145~155℃,保温7~9min;再继续升温至175~185℃,保温35~

45min后结束反应;

步骤8:待反应结束后,冷却至室温,取出微波水热反应釜中的沉淀物,洗涤、干燥,得到高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂。

2.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤1中超声分散的时间为55~65min;

所述步骤2中超声分散的时间为1~4h;

所述步骤6中超声分散的时间为1~2h。

3.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的烘干温度为75~85℃;

所述步骤1中的升温速度为2~3℃/min。

4.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述NH4HF2水溶液的浓度为3.5~4.5mol/L;

所述铋盐溶液和钒盐溶液的浓度为0.35~0.45mol/L。

5.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤3中搅拌均匀所需的时间为15~25min;加热搅拌均匀所需的时间为

15~25min,加热温度为90~100℃。

6.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤4中用浓度为5mol/L的NaOH溶液调节混合液的pH值,且调节pH值时NaOH溶液的滴加速度为0.01~1mL/min。

7.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤4中搅拌均匀所需的时间为15~25min;

所述步骤5中搅拌均匀所需的时间为25~35min;

所述步骤6中搅拌均匀所需的时间为35~45min。

8.根据权利要求1所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤8中的干燥为在75~85℃下干燥22~24h。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂的制备方法制得的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂,其特征在于:其为介孔mpg-C3N4和棒状四方锆石相RE-BiVO4两相共存结构,且mpg-C3N4和RE-BiVO4形成异质结结构,mpg-C3N4和RE-BiVO4的摩尔比为(0.8~1.2):1,RE为Nd或Nd+Er,其孔径为3~65nm。

10.权利要求9所述的高活性mpg-C3N4/RE-BiVO4异质结光催化剂在降解有机物方面的应用。