本发明专利技术公开了可见光响应的复合氧化物光催化剂LiCuNb1-xTaxO4及制备方法。该复合氧化物光催化剂的化学组成通式为LiCuNb1-xTaxO4，0≤x≤1。将99.9％分析纯的化学原料Li2CO3、CuO、Nb2O5和Ta2O5，按LiCuNb1-xTaxO4化学式称量配料，其中0≤x≤1；将配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12h，混合磨细，取出烘干，过200目筛；将混合均匀的粉料在850-950℃预烧，并保温8-10h，自然冷却至室温，然后通过球磨机等粉碎手段使粒子直径变小，低于2μm，即可得到复合氧化物光催化剂LiCuNb1-xTaxO4粉末。本发明专利技术制备方法简单、成本低，制备的光催化剂具有优良的催化性能，在可见光照射下具有分解有害化学物质的作用，且稳定性好，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可见光响应的复合氧化物光催化剂LiCuNbhTEIxO4 (0 < χ < 1)及其制备方法，属于无机光催化材料领域。
技术介绍
随着社会经济的发展，人们对于能源和生态环境越来越关注，解决能源短缺和环境污染问题是实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。从20世纪70年代末期，人们提出了利用光催化剂分解水中和大气中的农药以及恶臭物质等有机物，以及涂有光催化剂的固体表面的自我清洁等应用实例。光催化反应的原理是光催化剂在吸收了高于其带隙能量的光子后，生成了空穴和电子，这些空穴和电子分别进行氧化反应和还原反应，达到分解有害化学物质、有机生物质和杀菌的目的。光催化剂有许多种，其中最有代表性的是二氧化钛(TiO2),已经利用二氧化钛对水中和大气中的农药和恶臭物质等有机物进行分解，然而二氧化钛的带隙是3. 2eV,只有在比400nm短的紫外线的照射下才能显现出活性，只能在室内或者有紫外灯的地方工作，几乎不能利用可见光，这大大的限制了二氧化钛光催化剂的使用。考虑到光催化剂在分解有害物质中的实用性，利用太阳光作为光源是不可缺少的。照射向地表的太阳光中波长在500nm附近可见光的强度最大，波长为400nm-750nm的可见光区的能量大约是太阳光总能量的43%，所以为了高效的利用太阳光谱，寻找具有可见光响应的光催化剂引起了人们的重视。光催化材料在解决能源和环境问题方面有重要的应用前景。近些年来，光催化剂已引起世界各国科学家的关注，许多著名研究机构和企业相继投入巨资从事光催化剂机理和应用的研究，光催化剂在抗菌、脱臭、防污和水处理等许多领域已开始进入推广应用阶段。一些科学家认为，由于光催化剂有良好的环境净化作用，随着各国研究工作的深入，这种新材料将成为21世纪最有希望的新兴材料产品之一。虽然光催化研究已进行了若干年，但目前报道的具有可见光响应的光催化剂种类仍很有限，仍存在着光转换效率低、稳定性差和光谱相应范围窄等问题，所以研究和开发新的具有可见光响应的高效光催化剂是非常必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有可见光响应的复合氧化物光催化剂以及其制备方法。本专利技术提供的一种具有可见光响应的复合氧化物光催化剂，其特征在于所述复合氧化物光催化剂的化学组成通式为=LiCuNbhTaxCVO ^ χ ^ I0上述可见光响应的复合氧化物光催化剂的制备方法，按以下步骤进行1)将 99. 9%分析纯的化学原料 Li2C03、CuO、Nb2O5 和 Tei2O5，按 LiCuNb1-JaxO4 化学式称量配料，其中OSxSl;2)将步骤(1)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨 12h，混合磨细，取出烘干，过200目筛；3)将步骤( 混合均勻的粉料在850_950°C预烧，并保温8_10h，自然冷却至室温，然后通过球磨机等粉碎手段使粒子直径变小，低于2 μ m，即可得到复合氧化物光催化剂 LiCuNb1-JaxO4 粉末。本专利技术制备方法简单、成本低，制备的光催化剂具有优良的催化性能，在可见光照射下具有分解有害化学物质、有机生物质和杀菌的作用。具体实施例方式下面将对本专利技术进行具体说明1、为了得到本专利技术中所使用的复合氧化物，首先使用固相合成法制备粉末，即把作为原料的各种氧化物或碳酸盐按照目标组成化学计量比进行混合，再在常压下于空气气氛中合成。2、为了能够有效利用光，本专利技术中的光催化剂的尺寸最好在微米级别，甚至是纳米粒子，且比表面积较大。用固相合成法制备的氧化物粉末，其粒子较大而表面积较小，但是可以通过球磨机等粉碎手段使粒子直径变小。3、本专利技术的光催化实验以甲基橙作为模拟有机污染物，其浓度为20mg/L ；铋系复合氧化物光催化剂的加入量为lg/L ；光源使用300W的氙灯，反应槽使用硼硅酸玻璃制成的器皿，通过滤波器得到波长大于420nm长波长的光，然后照射光催化剂；催化时间设定为 120mino实施例下面以具体的实际操作范例为基础对本专利技术进行详细说明。实施例1 1)将99. 9%分析纯的化学原料Li2C03、Cu0和Nb2O5，按LiCuNbO4K学式称量配料；2)将配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12h，混合磨细，取出烘干，过200目筛；3)上述混合均勻的粉料在850°C预烧，并保温8h，自然冷却至室温，然后通过球磨机等粉碎手段使粒子直径变小，低于2 μ m,即可得到复合氧化物光催化剂LiCuNbO4粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120min对甲基橙去除率达到96. 7%。实施例2 1)将99. 9%分析纯的化学原料Li2C03、CuO、Ta2O5,按LiCuTaO4化学式称量配料；2)将配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12h，混合磨细，取出烘干，过200目筛；3)上述混合均勻的粉料在950°C预烧，并保温10h，自然冷却至室温，然后通过球磨机等粉碎手段使粒子直径变小，低于2 μ m,即可得到复合氧化物光催化剂LiCuTaO4粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120min对甲基橙去除率达到97. 2%。实施例3 1)将 99. 9%分析纯的化学原料 Li2C03、CuO、Nb2O5, Ta2O5,按 LiCuNba5Τει。.504 化学式称量配料；2)将配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12h，混合磨细，取出烘干，过200目筛；3)上述混合均勻的粉料在900°C预烧，并保温9h，自然冷却至室温，然后通过球磨机等粉碎手段使粒子直径变小，低于2 μ m,即可得到复合氧化物光催化剂LiCuNba5Tiia5O4 粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120min对甲基橙去除率达到98. 6%。实施例4 1)将 99. 9%分析纯的化学原料 Li2C03、TiO2, Nb2O5, Ta2O5,按 LiCuNba/Γει。.304 化学式称量配料。2)将配好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12h， 混合磨细，取出烘干，过200目筛。3)上述混合均勻的粉料在880°C预烧，并保温9h，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎使粒子直径变小，低于2 μ m,即可得到复合氧化物光催化剂LiCuNba7Tiia3O4粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120min对甲基橙去除率达到98. 5%。实施例5 1)将 99. 9%分析纯的化学原料 Li2C03、TiO2, Nb2O5, Ta2O5,按 LiCuNba2Tiia8O4 化学式称量配料。2)将配好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12h， 混合磨细，取出烘干，过200目筛。3)上述混合均勻的粉料在920°C预烧，并保温9h，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎使粒子直径变小，低于2 μ m,即可得到复合氧化物光催化剂LiCuNba2Tiia8O4粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120min对甲基橙去除率达到98. 1% ο本专利技术决不限于以上实施例。具有与Nb，Ta相似结构与化学性质本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种复合氧化物在可见光响应的光催化中的应用，其特征在于所述复合氧化物的化学组成通式为：ＬｉＣｕＮｂ１－ｘＴａｘＯ４，其中０≤ｘ≤１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李芸华，方亮，胡长征，廖维，苏聪学，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：45
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