一种铜-铋/钒酸铋复合光催化剂的制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种铜–铋/钒酸铋复合光催化材料的制备方法，属于光催化技术领域。该铜纳米片–铋纳米颗粒/钒酸铋复合光催化材料由铜纳米薄片包覆在具有网状结构的铋/钒酸铋表面形成。其制备方法是以偏钒酸铵和硝酸铋为原料，在乙二醇溶液中经溶剂热反应得到铋/钒酸铋网状纳米结构。将上述铋/钒酸铋分散在醋酸铜溶液混合后，进行水热反应，利用部分铋单质将铜离子还原成铜单质，同时非晶态钒酸铋转化为晶态钒酸铋，从而制备出铜纳米片–铋纳米颗粒/钒酸铋复合光催化剂。所述复合光催化剂利用钒酸铋、铋和铜的协同作用，增加了光响应范围，提高了光生电子‑空穴对的分离效率，从而提高了光催化还原二氧化碳的光催化活性。

Preparation and application of a copper-bismuth/bismuth vanadate composite photocatalyst

The invention discloses a preparation method of copper-bismuth/bismuth vanadate Composite Photocatalytic material, which belongs to the field of photocatalytic technology. The copper nanosheet-bismuth nanoparticles/bismuth vanadate composite photocatalytic material was formed by coating the copper nanosheet on the surface of bismuth/bismuth vanadate with network structure. The preparation method is based on the solvothermal reaction of ammonium metavanadate and bismuth nitrate in ethylene glycol solution to obtain bismuth/bismuth vanadate network nanostructures. The above bismuth/bismuth vanadate was dispersed in the solution of copper acetate, then hydrothermal reaction was carried out. Copper ions were reduced to copper elements by some bismuth elements. At the same time, amorphous bismuth vanadate was converted to crystalline bismuth vanadate, thus the composite photocatalyst of copper nanosheet-bismuth nanoparticles/bismuth vanadate was prepared. The composite photocatalyst utilizes the synergistic action of bismuth vanadate, bismuth and copper to increase the light response range, improve the separation efficiency of photogenerated electron-hole pairs, and thus improve the photocatalytic activity of photocatalytic reduction of carbon dioxide.

【技术实现步骤摘要】
一种铜-铋/钒酸铋复合光催化剂的制备和应用
本专利技术涉及一种由钒酸铋网状纳米结构、铋纳米颗粒和铜纳米片组成的三元复合光催化剂，水热合成铜-铋/钒酸铋复合光催化剂的方法及其在光催化还原二氧化碳中的应用，属于光催化

技术介绍
随着工业革命的兴起、工业化以及人类社会的繁荣发展，化石燃料作为人类经济发展的主要能源，在全球持续增长的能源需求下，面临着枯竭的危机。另一方面，化石燃料的燃烧和人类活动，造成了二氧化碳等温室气体的过量排放，引发一系列环境问题，例如，全球变暖、冰川融化、土地沙漠化等。因此，将二氧化碳通过高效环保的技术转化成可利用的资源，是解决能源问题和环境问题的一种非常有前景的手段，也是在能源领域中具有挑战性的研究方向。光催化技术是指催化剂在光照条件下将光能转化为化学反应所需要的能量，进而产生催化作用，是一种新型高效节能环保技术。用太阳能光催化转化二氧化碳，即人工光合作用，最有受关注的途径是将二氧化碳转化为燃料和化学品。从Inoue等人的开创性工作以来，已有许多研究致力于半导体的光催化还原二氧化碳，例如TiO2。但是由于TiO2禁带宽度大(约为3.2eV)，只能利用太阳光中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜‑铋/钒酸铋复合光催化剂，其特征在于：铜纳米片包覆在具有网状结构的铋/钒酸铋复合纳米颗粒表面。

【技术特征摘要】
1.一种铜-铋/钒酸铋复合光催化剂，其特征在于：铜纳米片包覆在具有网状结构的铋/钒酸铋复合纳米颗粒表面。2.根据权利要求1所述的铜-铋/钒酸铋复合光催化剂，其特征在于：所述铋/钒酸铋复合纳米颗粒为网状结构，颗粒尺寸为30～100nm；所述铜纳米片的粒径为30～100nm。3.根据权利要求1或2所述的铜-铋/钒酸铋复合光催化剂，其特征在于：所述铜-铋/钒酸铋复合光催化剂中铜纳米片的质量百分比含量可调，为5～50％。4.权利要求1～3任一项所述的铜-铋/钒酸铋复合光催化剂的制备方法，其特征在于：将含钒源和含铋源的乙二醇溶液混合后，在120℃～180℃进行溶剂热反应，得到由单质铋和非晶态钒酸铋组成的网状纳米结构；所述铋/钒酸铋复合纳米结构分散在含铜源的水溶液中，在120～160℃水热条件下，利用部分单质铋还原铜源，即得。5.根据权利要求4所述的铜-铋/钒酸铋复合光催化剂的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立妙，丰欣妍，段泽宇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43