本发明专利技术公开了一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂、其制备方法及应用。本发明专利技术的制备方法包括：将CuO和氧化石墨烯(GO)负载到BiVO4表面，即制备了所述光催化剂，该光催化剂是一种环保光催化材料。本发明专利技术的多相异质结光催化剂具有优良的光催化活性，对紫外光和可见光等均能较好的吸收，且制备工艺简单，具有较好的工业应用前景，例如应用于以罗丹明B为主要污染物的废水处理中效果较好。要污染物的废水处理中效果较好。要污染物的废水处理中效果较好。
【技术实现步骤摘要】
纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂、其制备方法及应用
[0001]本专利技术涉及一种光催化剂，具体涉及一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂、其制备方法及应用，属于环保光催化
技术介绍
[0002]1972年，Fujishima A等，报道采用TiO2光电极和铂电极组成光电化学体系使水分解为氢气和氧气，从而开辟了半导体光催化这一新的领域。半导体光催化开始研究的目的只是为了实现光电化学太阳能的转化，随着科学技术的不断进步和环境污染问题的日益严重，光化学研究的焦点逐渐转移到环境光催化领域，使得光催化技术在环保领域中的应用越来越成为目前研究的热点。
[0003]光催化技术的核心是半导体材料，在众多的半导体材料中，TiO2、ZnO等常见的半导体光催化剂由于带隙宽，对光的吸收仅限于在紫外区，因此极大地限制了对太阳能的利用效率；而对可见光响应较好的光催化剂如CdS、CdSe等又存在光腐蚀现象严重等问题。而且，半导体光催化剂在催化反应过程中光生电子和空穴复合率较高，使得其光催化效率大大降低。因此开发可见光响应型光催化剂从而更有效地利用太阳能资源成为近年来研究的热点之一。
技术实现思路
[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂、其制备方法及应用，以克服现有技术的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术的一个方面提供了一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂的制备方法，其包括如下步骤：
[0007](1)提供分散液A，所述分散液A包含氧化石墨烯(GO)、分散剂和溶剂，所述溶剂包括乙醇和水的混合物；
[0008](2)将硝酸铋溶于稀硝酸中形成硝酸铋溶液，再将硝酸铋溶液滴加至分散液A中，待滴加完毕混合均匀，将混合溶液加热到90～110℃，在超声状态下缓慢加入NH4VO3的氨水溶液，加入完毕后继续超声反应18～24h，保持混合溶液pH值为4
‑
7，待反应完全后，使混合溶液迅速降温至室温，然后过滤、洗涤、干燥，得到产物B；
[0009](3)将产物B加入水中，先加入可溶性铜盐，待可溶性铜盐完全溶解后，再滴加强碱溶液并混合均匀，然后加热至80～100℃进行反应，得到溶液C；
[0010](4)将溶液C骤冷后过滤、洗涤、干燥，并将所获粉末在150～180℃煅烧，然后冷却至室温，获得纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂。
[0011]本专利技术的另一个方面提供了由所述方法制备的纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂。
[0012]本专利技术的再一个方面提供了所述纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂在治理
含染料废水中的用途。进一步的，所述废水为以罗丹明B为主要污染物的废水。
[0013]较之现有技术，本专利技术的优点包括：
[0014](1)本专利技术制备的纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂，是一种环保型光催化剂，克服了现有多种光催化剂只吸收紫外光的缺点，对可见光有较好的响应，能够更有效地利用太阳能资源；
[0015](2)按照本专利技术方法制备的纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂，具有氧化石墨烯隔层结构，该结构在钒酸铋颗粒外层包覆氧化石墨烯，再将反应生成的纳米Cu(OH)2沉积在氧化石墨烯表面和交界空隙处，然后通过煅烧的方法，一方面将Cu(OH)2转化为CuO，CuO是一种助催化剂，且廉价易得，可以促进电荷载流子从BiV04迁移到CuO上，而隔层结构能够有效抑制电子和空穴的复合；另一方面煅烧时将杂质烧掉后形成的空隙可提高颗粒比表面积，从而进一步提高光催化效率。
[0016](3)本专利技术通过金属和非金属同时掺杂的形式来实现对BiVO4结构的选择性控制，较现有的单一形式掺杂更有利于提高催化剂的光催化效率，而氧化石墨烯作为一种结构特殊且廉价易得的碳材料，具有比碳纳米管更优异的导电性和化学稳定性，因而更有助于光生电子或空穴的传递，使更多电子参与到反应过程中，从而进一步提高光催化活性，具有较好的工业应用前景；
[0017](4)制备的纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂应用在以罗丹明B为主要污染物的废水处理中有很好效果。
附图说明
[0018]图1是实施例1制备的一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂的SEM图。
具体实施方式
[0019]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0020]本专利技术实施例提供了一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0021](1)提供分散液A，所述分散液A包含氧化石墨烯、分散剂和溶剂，所述溶剂包括乙醇和水的混合物；
[0022](2)将硝酸铋溶于稀硝酸中形成硝酸铋溶液，再将硝酸铋溶液滴加至分散液A中，待滴加完毕混合均匀，将混合溶液加热到90～110℃，在超声状态下缓慢加入NH4VO3的氨水溶液，加入完毕后继续超声反应18～24h，保持混合溶液pH值为4
‑
7，待反应完全后，使混合溶液迅速降温至室温，然后过滤、洗涤、干燥，得到产物B；
[0023](3)将产物B加入水中，先加入可溶性铜盐，待可溶性铜盐完全溶解后，再滴加强碱溶液并混合均匀，然后加热至80～100℃进行反应，得到溶液C；
[0024](4)将溶液C骤冷后过滤、洗涤、干燥，并将所获粉末在150～180℃煅烧，然后冷却至室温，获得纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂。
[0025]进一步的，步骤(1)中，所述分散液A包含30
‑
60wt％氧化石墨烯。
[0026]进一步的，步骤(1)中，所述分散剂的添加量为分散液A总质量的0.5％
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2％。
[0027]进一步的，步骤(1)中，所述溶剂中所含乙醇与水的体积比为1∶1
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1∶6
[0028]进一步的，步骤(1)中，所述分散剂包括表面活性剂与吐温80按照质量比1∶1～3∶1形成的混合物，所述表面活性剂包含氨基、苄基、亚氨基、烯基、烷基中的任意一种或多种。较为优选的，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵、十八烷基二甲基羟乙基铵硝酸盐、聚乙烯亚胺苄基季铵盐中的任意一种或多种，但不限于此。
[0029]进一步的，步骤(2)中，所述硝酸铋溶液的浓度为20
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30wt％。
[0030]进一步的，步骤(2)中，所述硝酸铋溶液与分散液A的质量比为1∶5～1∶2。
[0031]进一步的，步骤(2)中，硝酸铋与NH4VO3的摩尔比为1∶0.5～1∶2。
[0032]进一步的，步骤(2)中，所述NH4VO3的氨水溶液的浓度为20
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)提供分散液A，所述分散液A包含氧化石墨烯、分散剂和溶剂，所述溶剂包括乙醇和水的混合物；(2)将硝酸铋溶于稀硝酸中形成硝酸铋溶液，再将硝酸铋溶液滴加至分散液A中，待滴加完毕混合均匀，将混合溶液加热到90～110℃，在超声状态下缓慢加入NH4VO3的氨水溶液，加入完毕后继续超声反应18～24h，保持混合溶液pH值为4
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7，待反应完全后，使混合溶液迅速降温至室温，然后过滤、洗涤、干燥，得到产物B；(3)将产物B加入水中，先加入可溶性铜盐，待可溶性铜盐完全溶解后，再滴加强碱溶液并混合均匀，然后加热至80～100℃进行反应，得到溶液C；(4)将溶液C骤冷后过滤、洗涤、干燥，并将所获粉末在150～180℃煅烧，然后冷却至室温，获得纳米CuO/GO/BiVO4多相异质结光催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述分散液A包含30
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60wt％氧化石墨烯；和/或，所述分散剂的添加量为分散液A总质量的0.5％
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2％；和/或，所述溶剂中所含乙醇与水的体积比为1∶1
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1∶6。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述分散剂包括表面活性剂与吐温80按照质量比1∶1～3∶1形成的混合物，所述表面活性剂包含氨基、苄基、亚氨基、烯基、烷基中的任意一种或多种；优选的，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵、十八烷基二甲基羟乙基铵硝酸盐、聚乙烯亚胺苄基季铵盐中的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硝酸铋溶液的浓度为20
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30wt％；和/或，所述硝酸铋溶液与分散液A的质量比为1∶5～1∶2。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，硝酸铋与NH4VO3的摩尔比为1∶0.5～1∶2；和/或，所述NH4VO3的氨水溶液的浓度为20
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱娇，钟文武，杜达敏，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：
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