本发明专利技术公开了一种可见光响应的六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂及其制备方法。六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂的化学组成式为：LiBa4NbxTa3-xO12,其中0≤x≤3。本发明专利技术还公开了上述材料的制备方法，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六方类钙钛矿氧化物光催化剂LiBa4NbxTa3_x012及其制备方法，属于无机光催化材料领域。
技术介绍
环境污染是世界各国十分关注的问题，已经导致了人们生活的饮用水源、工业水源质量不断下降，导致大气污染不断加剧，造成生态环境的不断破坏，对人类的生存构成严重威胁。为了解决这些问题，人们通过各种方法控制和治理环境污染。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；目前，使用的光催化剂主要为二氧化钛，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，铋系光催化剂的开发和研究已经取得了一系列重大的成果，三价铋的复合物，如BiVO4和Bi2W`O4被报道在可见光下具有良好的吸收，而五价铋同样也引起了广泛的应用。目前报道的具有可见光响应的光催化剂种类仍很有限，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，文献[Liang Fang, Chunchun Li, XiyangPeng, Changzheng Hu, Bolin ffu, Huangfu Zhou.Ba4LiNb3^TaxO12 (x=0 3): A Seriesof High-Q Microwave Dielectrics from the twinned 8H hexagonal perovskites, J.American Ceramic Society.2010，93 (5): 1229 - 1231]报道了六方类|丐钦矿结构氧化物Ba4LiNlvxTaxO12 (χ=(Γ3)的结构与微波介电性能，考虑到目前尚无有关该类化合物光催化性能的研究报道，我们对六方类钙钛矿结构氧化物LiBa4NbxTa3_x012进行了光催化性能研究，结果发现该类化合物具有优异的可见光响应的光催化性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可见光响应的六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂LiBa4NbxTa3_x012以及其制备方法。本专利技术涉及的具有可见光响应的六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂的化学组成式为=LiBa4NbxTa3^xO12,其中 O 彡 x 彡 3。所述六方类钙钛矿结构氧化物的制备方法具体步骤为:(I)将 99.9% 分析纯的化学原料 BaC03、Li2C03、Nb2O5 和 Ta2O5 按 LiBa4NbxTa3_x012 化学式称量配料，其中O < X < 3。(2)将步骤(I)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8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。(3)将步骤(2)所得粉料在105(Tl300°C预烧，并保温6 8小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，低于2 μ m，即得到六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂 LiBa4NbxTa3^xO12 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 ;六方类钙钛矿氧化物光催化剂LiBa4NbxTa 3_x012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120分钟。实施例1: (I)将99.9%分析纯的化学原料BaC03、Li2C03和Nb2O5按LiBa4Nb3O12化学式称量配料。(2)将步骤(I)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8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。(3)将步骤(2)所得粉料在1050°C预烧，并保温8小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，低于2 μ m，即得到六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂LiBa4Nb3O12 粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120分钟对甲基橙去除率达到99%ο实施例2: (I)将99.9%分析纯的化学原料BaC03、Li2C03和Ta2O5按LiBa4Ta3O12化学式称量配料。(2)将步骤(I)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8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。(3)将步骤(2)所得粉料在1300°C预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，低于2 μ m，即得到六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂LiBa4Ta3O12 粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120分钟对甲基橙去除率达到99.4%ο实施例3:(I)将 99.9% 分析纯的化学原料 BaCO3> Li2CO3' Nb2O5 和 Ta2O5 按 LiBa4Nb1.Ja1.5012 化学式称量配料。(2)将步骤(I)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8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。(3)将步骤(2)所得粉料在1200°C预烧，并保温7小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，低于2 μ m，即得到六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂LiBa4Nbh5Tah5O12 粉末。所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120分钟对甲基橙去除率达到99.2%ο实施例4: (I)将99.9%分析纯的化学原料BaC03、Li2C03、Nb205和Ta2O5按LiBa4NbTa2O12化学式称量配料。(2)将步骤(I)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8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。(3)将步骤⑵所得粉料在1240°C预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，低于2 μ m，即可得到六方类钙钛矿结构氧化物光催化剂LiBa4NbTa2O12 粉末。 所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120分钟对甲基橙去除率达到98.6%ο本专利技术决不限于以上实施例。具有与Ba等相似结构与化学性质的元素如Sr和Ca等也可以做出与本专利技术类似本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种六方类钙钛矿结构氧化物作为可见光响应的光催化剂的应用，其特征在于所述六方类钙钛矿结构氧化物的化学组成式为：LiBa4NbxTa3?xO12,?其中0≤?x?≤3;所述六方类钙钛矿结构氧化物的制备方法具体步骤为：?(1)将99.9%分析纯的化学原料BaCO3、Li2CO3、Nb2O5和Ta2O5按LiBa4NbxTa3?xO12化学式称量配料，其中0≤?x?≤3;(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8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛;(3)将步骤(2)所得粉料在1050~1300℃预烧，并保温6~8小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机球磨使粒子直径变小，低于2μm，即得到六方类钙钛矿结构氧化物LiBa4NbxTa3?xO12粉末。
【技术特征摘要】
1.一种六方类钙钛矿结构氧化物作为可见光响应的光催化剂的应用，其特征在于所述六方类钙钛矿结构氧化物的化学组成式为:LiBa4NbxTa3_x012，其中O彡x ^ 3; 所述六方类钙钛矿结构氧化物的制备方法具体步骤为:(I)将 99.9% 分析纯的化学原料 BaC03、Li2C03、Nb2O5 和 Ta2O5 按 LiBa4NbxTa3_x012 化学式称...
【专利技术属性】
技术研发人员：方亮，向飞，苏聪学，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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