一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备制造技术

本发明专利技术公开了二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备方法及其在环境污染物治理领域的应用，属于材料制备及光催化研究领域。该催化剂的特点有：具有2维的微观结构，其中二氧化钼纳米粒子负载在钒酸铈表面。在制备光催化剂过程中，采用工艺简单的水热法和沉淀法，合成出二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。在二氧化钼的作用下，二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂表现出高的光催化性能，促进了钒酸铈光催化剂的应用。

Preparation of a two molybdenum oxide modified cerium vanadate composite photocatalyst

The invention discloses a preparation method of two molybdenum oxide modified cerium vanadate composite photocatalyst and its application in the field of environmental pollution control, which belongs to the field of material preparation and photocatalytic research. The characteristics of the catalyst are: 2 dimensional microstructure, of which two molybdenum oxide nanoparticles are deposited on the surface of cerium vanadate. In the process of preparing photocatalyst, molybdenum dioxide modified cerium vanadate composite photocatalyst was synthesized by hydrothermal method and precipitation method. Under the action of molybdenum dioxide, molybdenum dioxide modified cerium vanadate composite photocatalyst showed high photocatalytic performance, which promoted the application of cerium vanadate photocatalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备
本专利技术属于材料的制备及其光催化
，主要涉及一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备及其光催化活性的研究。
技术介绍
随着人们环境保护意识的增强，水污染的问题已受到越来越多的关注。传统的污水处理方法已经满足不了人们的要求。寻找出一种清洁，高效，节能环保的污水处理方法，成了人们研究的热点方向。自1972年首次发现TiO2具有光催化活性以来，光催化技术的研究一直是材料领域的热点方向。光催化技术凭借其节能环保、无二次污染等优点为污水的处理提供了一个非常好的解决途径。半导体光催化材料可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能处理空气中或者水中有毒有害物质,改善环境,达到资源利用生态化的目的。目前，各种不同的半导体光光催化剂材料被广泛研究，如ZnO,g-C3N4等，但是钒酸铈凭借其材料来源广泛，价格低廉，无生物毒性等优点成为光催化研究的热点材料。但钒酸铈光催化剂也存在着一些缺陷，例如，太阳光利用率低；对降解底物的吸附性能差；量子效率偏低,并且具有高得光生电子-空穴复合速率，这些缺陷都阻碍了其实际应用。在这种背景下,如何提高钒酸铈的光催化效率和拓宽其光相应范围，成了钒酸铈光催化剂的研究重点。近年来，半导体复合改性法获得人们广泛的关注。本专利技术利用二氧化钼改性钒酸铈，制备出二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂，有效地提高了钒酸铈的可见光利用率和光催化活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备出具有高的可见光利用率和高催化活性的钒酸铈光催化剂，并且其催化循环稳定性高，推进钒酸铈的实际应用。为实现本专利技术目的采用如下技术方案：以二氧化钼作为改性剂，制备出二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。在二氧化钼的作用下，提高钒酸铈的可见光催化活性。一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备，其特征步骤如下：（1）称取一定量的硝酸铈溶于100mL水溶液中，搅拌均匀；（2）再加入一定量的偏钒酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（3）将上述混合溶液转入反应釜中水热反应，产物离心洗涤，获得钒酸铈；（4）称取一定量钒酸铈溶于50mL乙醇中，搅拌均匀；（5）称取一定量钼酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（6）称取一定量抗坏血酸溶于上述溶液中，磁力搅拌均匀后进行水热反应；（7）将步骤（6）产物进行离心洗涤，干燥后转入管式炉中，在氩气保护下煅烧，得到二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。步骤(1)中硝酸铈质量为1.2g，浓度为12g/L。步骤(2)中偏钒酸铵质量为0.4g，浓度为4g/L。步骤(3)中水热温度180℃，时间18h。步骤(4)中钒酸铈质量为0.5g，浓度为10g/L。步骤(5)中钼酸铵质量为0.1g，浓度为2g/L。步骤(6)中抗坏血酸质量为1g，浓度为20g/L。步骤(6)中反应温度180℃，时间15h。步骤(7)中煅烧温度600℃，时间5h。步骤(3)中的离心清洗过程为先用乙醇清洗4次，再用去离子水清洗2次，离心速率8000rpm，时间6min。所述二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂用于水溶液中有机污染物的可见光催化降解。目标污染物为罗丹明B。本专利技术具有如下优点：1.本专利技术制备方法采用的是水热法和沉淀法，制备出二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂，属于新型光催化剂。经扫描电镜观察可发现二氧化钼纳米粒子负载在钒酸铈表面；2.本专利技术中的二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂具有良好的光催化活性，其催化活性在钒酸铈的基础上有了显著的提升。在90min人造可见光源的照射下降解罗丹明B染料,降解程度达到77%，是已研究的钒酸铈催化活性的8倍。附图说明图1为二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的扫描电镜图。图2为二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的光催化降解图。具体实施方式一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备，其特征步骤如下：（1）称取一定量的硝酸铈溶于60mL水溶液中，搅拌均匀；（2）再加入一定量的偏钒酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（3）将上述混合溶液转入反应釜中水热反应，产物离心洗涤，获得钒酸铈；（4）称取一定量钒酸铈溶于50mL乙醇中，搅拌均匀；（5）称取一定量钼酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（6）称取一定量抗坏血酸溶于上述溶液中，磁力搅拌均匀后进行水热反应；（7）将步骤（6）产物进行离心洗涤，干燥后转入管式炉中，在氩气保护下煅烧，得到二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。步骤(1)中硝酸铈质量为1.2g，浓度为12g/L。步骤(2)中偏钒酸铵质量为0.4g，浓度为4g/L。步骤(3)中水热温度180℃，时间18h。步骤(4)中钒酸铈质量为0.5g，浓度为10g/L。步骤(5)中钼酸铵质量为0.1g，浓度为2g/L。步骤(6)中抗坏血酸质量为1g，浓度为20g/L。步骤(6)中反应温度180℃，时间15h。步骤(7)中煅烧温度600℃，时间5h。步骤(3)中的离心清洗过程为先用乙醇清洗4次，再用去离子水清洗2次，离心速率8000rpm，时间6min。所述二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂用于水溶液中有机污染物的可见光催化降解。下面例举实施例子制备二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。实施案例1一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备。称量1.2g硝酸铈溶于100mL水中，再加入0.4g偏钒酸铵，搅拌均匀；接着进行水热反应，温度180℃，时间18h。产物经过去离子水和乙醇离心洗涤，干燥，得到钒酸铈。称量0.5g钒酸铈分散在50mL乙醇中，加入0.1g钼酸铵于溶液中，搅拌均匀；接着加入1g抗坏血酸，继续磁力搅拌均匀，然后转入反应釜中180℃，反应15h；反应完成后，离心洗涤，先用乙醇清洗4次，在用水洗2次，离心速度为8000rpm，时间为6min。最后烘箱中60℃干燥；将干燥产物转入管式炉中，在氩气保护性600℃煅烧5h得到二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。实施案例2二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂在可见光照射下降解罗丹明B。按实施案例1方法制得的二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂进行降解罗丹明B实验。罗丹明B溶液的浓度是1×10-5molL-1；取复合材料粉体50mg，置于100mL上述罗丹明B溶液中，在暗室中搅拌60分钟，然后将溶液置于紫外光被过滤掉的可见光源中，每10分钟取5mL罗丹明B溶液，用紫外-可见分光光度计测出溶液中罗丹明B的特征峰值。按实施案例2得到二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂可见光降解罗丹明B的降解曲线，见图2。从图2可以看出实施案例1制备的光催化剂粉体在光照90min后催化降解达到77%，表现出高的光催化活性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备，其特征包括以下步骤：（1）称取一定量的硝酸铈溶于100mL水溶液中，搅拌均匀；（2）再加入一定量的偏钒酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（3）将上述混合溶液转入反应釜中水热反应，产物离心洗涤，获得钒酸铈；（4）称取一定量钒酸铈溶于50mL乙醇中，搅拌均匀；（5）称取一定量钼酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（6）称取一定量抗坏血酸溶于上述溶液中，磁力搅拌均匀后进行水热反应；（7）将步骤（6）产物进行离心洗涤，干燥后转入管式炉中，在氩气保护下煅烧，得到二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备，其特征包括以下步骤：（1）称取一定量的硝酸铈溶于100mL水溶液中，搅拌均匀；（2）再加入一定量的偏钒酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（3）将上述混合溶液转入反应釜中水热反应，产物离心洗涤，获得钒酸铈；（4）称取一定量钒酸铈溶于50mL乙醇中，搅拌均匀；（5）称取一定量钼酸铵溶于上述溶液中，搅拌均匀；（6）称取一定量抗坏血酸溶于上述溶液中，磁力搅拌均匀后进行水热反应；（7）将步骤（6）产物进行离心洗涤，干燥后转入管式炉中，在氩气保护下煅烧，得到二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂。2.根据权利要求1一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备，其特征在于步骤(1)硝酸铈质量为1.2g，浓度为12g/L。3.根据权利要求1一种二氧化钼改性钒酸铈复合光催化剂的制备，其特征在于步...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁智萍，张松利，关创，
申请(专利权)人：镇江创智特种合金科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32