【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化材料领域，尤其是cu/bivo4复合光催化剂的合成方法。
技术介绍
1、石油燃料的不断消耗和由此带来co2排放水平的快速抬升导致目前人类陷入了严重的能源危机和温室效应困境。为了缓解对化石能源的依赖和现有环境下co2排放问题，利用太阳能将co2光催化转化为含碳燃料，可以有效解决co2转化问题。
2、bivo4具有低成本、低毒、易制备、良好的光稳定性等优点，bi3+独特的bi6s轨道可以与o2p轨道杂化形成新的杂化态，从而获得窄的禁带宽度和高度分散的能带结构，实现可见光驱动光催化还原co2。然而，单一的光催化剂bivo4的广泛实际应用仍然受到其较差的表面电荷分离和转移性能的影响。为了提高bivo4的光生载流子分离效率和进一步提高捕光能力，可以从bivo4的形貌控制、缺陷引入和金属离子掺杂以及bivo4的异质结构构建等方面介入，从而提高bivo4材料的光催化还原co2水平。如akrami等人利用高压扭转工艺在bivo4中引入氧空位，并以此充当光催化剂的光生电子捕获中心和光还原反应的活性位点，处理后的材料不仅显示更窄的禁带宽度和更负的导带位置，而且还具有更低的光生载流子复合率(akrami s,et al.,chemical engineering journal,2022,442:136209.)。chen等人分别通过油酸钠水热法和共沉淀法制备了bivo4量子点(bqds)和块状bivo4，bqds能在2h内使co2光催化还原为ch4和co的产量提升为块状bivo4的3倍(chen l,et al.,m
3、过渡金属的掺杂可以扩大催化剂的光响应区，提高其电子-空穴对的分离效率，增强光生载流子的氧化能力。众所周知，半导体的光催化活性与催化剂的吸附性能、光响应范围和电子-空穴对的分离效率息息相关。因此扩大光响应范围和提高电子-空穴对的分离效率是增强催化剂光催化性能的重要方向。
4、本专利技术将铜金属与bivo4掺杂，比较cu/bivo4复合物与单独bivo4的光催化性能，探索复合物光催化还原co2的效率，从而提升bivo4光催化材料的性能。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种cu/bivo4复合光催化剂的合成方法，cu金属的掺杂使bivo4半导体中在高于其价带位置产生一个新的能带，从而增强光的吸收和利用，促进光生电荷的分离，这对增强bivo4的光催化活性有极其重要的促进作用。cu/bivo4复合光催化剂的制备方法易操作，产物催化性能高，活性好。
2、本专利技术提供的一种cu/bivo4复合光催化剂的合成方法，该光催化剂为cu掺杂单斜晶系白钨矿相bivo4，cu掺杂没有改变bivo4纳米颗粒的晶体结构。利用扫描电子显微镜(sem，jsm-6360lv，日本jeol)、高分辨透射电子显微镜(hrtem，jem-2100f，日本jeol)和x射线衍射仪(xrd，empyrean xrd-6000，德国bruker axs)表征所得目标产物的形貌、结构和组成。
3、上述一种cu/bivo4复合光催化剂的制备方法包括下述步骤：以硝酸铋(bi(no3)3)与乙二胺四乙酸溶于稀硝酸中制成的溶液a与以偏钒酸铵(nh4vo3)溶于蒸馏水中制成溶液b进行高压反应后经高温热处理得到钒酸铋(bivo4)粉末，钒酸铋粉末与硝酸铜共分散在冰水中制得溶液c，再向溶液c中快速加入硼氢化钠(nabh4)水溶液得到固体复合物，将固体复合物经干燥和热处理后最终获得cu/bivo4复合物。
4、进一步地，具体包括以下步骤：
5、s1、称取5.0mmol bi(no3)3·5h2o和1.00g乙二胺四乙酸(edta)依次溶解于25ml0.3mol·l-1的稀硝酸溶液中，回流30min形成悬浊液的溶液a；将5.0mmol nh4vo3溶解在25ml蒸馏水中，回流30min形成溶液b；
6、s2、将溶液b逐滴滴入溶液a中，磁力搅拌1h后，用1mol·l-1氨水调节其ph值至1，然后将其转移至高压釜中120-200℃反应2-8h；
7、s3、当反应结束后，固体经离心、洗涤和干燥后得到墨绿色粉末，将该粉末转移至马弗炉中450℃退火2h，得到黄色粉末为bivo4；
8、s4、称取100mg bivo4粉末与3-20mg硝酸铜分散在10ml冰水中，再向其中快速加入10ml 0.1mol·l-1的nabh4水溶液，搅拌4h后得到的固体经离心分离、干燥、n2气氛下300℃热处理2-6h，最终得到cu/bivo4复合物。
9、本专利技术制备的cu/bivo4复合光催化剂，具有的特点是：
10、(1)合成方法简单易操作，重复性好。
11、(2)少量cu掺杂能进入bivo4晶格，降低其禁带宽度。
12、(3)与单独bivo4比较发现，cu/bivo4复合物能拓宽了光响应范围，抑制光生电子和空穴的复合，从而提高了bivo4光催化性能。
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1.一种Cu/BiVO4复合光催化剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以硝酸铋(Bi(NO3)3)与乙二胺四乙酸溶于稀硝酸中制成的溶液A与以偏钒酸铵(NH4VO3)溶于蒸馏水中制成溶液B进行高压反应后经高温热处理得到钒酸铋(BiVO4)粉末，钒酸铋粉末与硝酸铜共分散在冰水中制得溶液C，再向溶液C中快速加入硼氢化钠(NaBH4)水溶液得到固体复合物，将固体复合物经干燥和热处理后最终获得Cu/BiVO4复合物。
2.根据权利要求1所述的Cu/BiVO4复合光催化剂的合成方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种cu/bivo4复合光催化剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以硝酸铋(bi(no3)3)与乙二胺四乙酸溶于稀硝酸中制成的溶液a与以偏钒酸铵(nh4vo3)溶于蒸馏水中制成溶液b进行高压反应后经高温热处理得到钒酸铋(bivo4)粉末，钒酸铋粉末与硝酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶菲菲，沈杰，许晶晶，
申请(专利权)人：绍兴致清环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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