CN102989485B - 一种S掺杂BiVO4可见光催化材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种S掺杂BiVO4可见光催化材料及其制备方法,它包括如下步骤:1)前驱体溶液的制备:将摩尔比为1:1的Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3分别溶入适量醋酸溶液和去离子水中,分别混合均匀得到前驱体溶液A和B,其中前驱体B中加入了一定量硫脲和乳化剂;2)将前驱体溶液A和B充分搅拌,混合均匀;3)将混合均匀的溶液置入水热反应釜中,一定温度下保温一段时间;4)将反应釜中的反应产物经离心洗涤、冷冻干燥后得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。该制备方法工艺简单、成本低,本发明制备的S掺杂BiVO4可见光催化材料对亚甲基蓝溶液具有显著的降解效果。

Description

一种S掺杂BiVO4可见光催化材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种S元素掺杂BiVO4可见光催化粉末材料及其制备方法,属于光催化粉体材料制备领域。
背景技术
21世纪人类面临的最大问题仍是环境污染问题和能源的可持续发展。为此太阳能的开发成为解决问题的关键,而作为其中重要部分的半导体光催化技术有望成为解决环境和能源问题的有效方式。
半导体材料在光的照射下把光能转化为化学能,促进化合物的合成或使化合物降解。半导体催化剂在可见光区域具有陡峭的吸收边缘,它们具有的窄带隙有利于将电子从价带激发到导带上,产生导带电子和价带空穴,进行氧化还原降解有机污染物或分解水获取氢能。而氢能因其燃烧值高、无污染而成为最有希望替代现有化石能源的清洁能源。同时光催化能降解消除有毒有机污染物和无机污染物,不产生二次污染,而且具有能耗低,速度快,无选择性,深度氧化矿化等优点,将成为解决环境污染的一条廉价可行的途径。
由于一些半导体光催化剂如TiO2、NaTaO3、ZnO等带隙较宽,仅在紫外光范围有响应,而此波段的光能量占照射到地面的太阳光的5%,而波长在400~700nm的可见光范围达总能量的43%,因此高效可见光光催化剂的研究是实现光催化技术产业化应用的关键。目前,新型可见光光催化剂的研究目前有两大思路:一种是对TiO2、NaTaO3、ZnO等宽禁带半导体进行修饰改性使其响应波长红移至可见光区,主要有金属/非金属掺杂,染料光敏化、窄带隙半导体复合以及金属络合物敏化等手段;另一种是设计新型的可见光响应半导体光催化材料,其中窄禁带半导体制备是获得新型可见光催化剂的基本途径之一。因此,研究工作者设计了许多复合金属氧化物作为可见光响应的新型光催化剂,如Bi2WO6、InVO4、AgAlO2、CaIn2O4、BiVO4等,它们均可在可见光的照射下催化分解有机物。BiVO4性质稳定,经过表面稳定化处理后可以耐强酸和强碱介质,同时它具有优异的耐有机溶剂的性能,而且BiVO4的响应光波长范围可达500 nm以上。该系列材料因其利用可见光效率高、催化分解有机物能力强而受到广泛关注,主要用于光催化分解废水和降解多元环有机污染物。
BiVO4具有可见光催化分解水和降解有机污染物的能力,其响应光波长范围达到500nm之上,作为光催化材料在废水处理方面已展现出良好的可见光催化降解性能。BiVO4的可见光催化活性主要取决于它的晶相结构和制备方法。BiVO4的三种结构单斜白钨矿晶型、四方锆石型晶型和四方白钨矿型晶型中只有单斜白钨矿晶型在可见光下具有良好的光催化性能,但是在一定条件下,三种结构彼此之间可以相互转化。BiVO4的其制备方法主要有:水热合成发、溶剂热合成法、微波合成法、高温固相合成法以及化学沉淀法等,上述方法各有优缺点,但都能合成纯度较高的BiVO4粉体材料,然而广大研究人员在实验中发现,纯BiVO4的催化效果并不能满足日益增长的工业技术指标要求。鉴于纯BiVO4的吸附能力和电子-空穴对的转移能力较差,许多学者开始研究通过改性,或者制备金属氧化物和BiVO4配对的异质结来提高其活性,其中对于纳米BiVO4材料的离子掺杂是BiVO4改性的研究重点。在BiVO4中掺入外加离子可能会在BiVO4晶格中引入缺陷位置或改变结晶度,从而在BiVO4的带隙能级中引入缺陷能级和杂质能级,使能量较小的光子激发BiVO4产生光电子,从而改变半导体的激发光波长。此外,掺杂可以导致载流子的扩散长度增加,当掺杂价态高于金属离子的价态时,可以在局部生成光生电子的俘获中心从而抑制光生电子与空穴的复合,提高BiVO4的光催化活性。Xu等制备了一系列稀土(Ho、Sm、Yb、Eu、Gd、Nd、Ce、La)掺杂的BiVO4光催化剂,并在可见光下处理亚甲基蓝。实验表明,掺杂后的BiVO4光催化性能较原始材料有明显提高。
由上述分析可以看出,合成高纯度BiVO4粉体并对其进行离子掺杂可大幅提高其催化活性和催化剂的利用率,使BiVO4中的电子能被波长较长的光所激发,而目前尚未见到关于S离子掺杂的BiVO4可见光催化材料的研究报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,该方法得到的S掺杂BiVO4可见光催化材料的光催化性能提高,光降解速率加快。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
一种S掺杂BiVO4可见光催化材料,它是按照如下步骤制备得到的:
1)前驱体溶液的制备:将Bi(NO3)3·5H2O充分溶入醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将NH4VO3充分溶入去离子水中,并加入硫脲和乳化剂,硫脲与NH4VO3的摩尔比为(4.8~5.2):1,室温下混合均匀得到前躯体溶液B,满足Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,前驱体溶液A、B的体积相等,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.8~ 3.1 wt%;
2)将前躯体溶液A滴加入前躯体溶液B中,搅拌1.5~3h使其充分混合均匀,此时混合溶液的pH为1.3~1.7;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中进行热处理,热处理温度为130℃~150℃,保温时间为13h~17h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末洗涤并离心分离,再将离心分离的产物粉末于-100~-80℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24~48h,即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
按上述方案,所述醋酸溶液的体积分数为36wt%。
按上述方案,所述乳化剂为OP-10。
按上述方案,步骤3)所述的热处理采用电阻炉、管式炉、真空气氛炉等可提供稳定温度场的加热炉。
按上述方案,步骤4)所述洗涤离心将反应产物粉末用去离子水洗涤离心,继而用无水乙醇洗涤离心。
按上述方案,步骤4)所述的洗涤离心采用的溶剂介质还可以为甲醇、异丙醇或甲苯等有机溶剂。
按上述方案,步骤4)所述离心采用转速为4500~6000r/min,离心时间为3~5min。
按上述方案,步骤4)所述冷冻干燥是-90℃干燥24~48h。
上述S掺杂BiVO4可见光催化材料的制备方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:将Bi(NO3)3·5H2O充分溶入醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将NH4VO3充分溶入去离子水中,并加入硫脲和乳化剂,硫脲与NH4VO3的摩尔比为(4.8~5.2):1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,满足Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,前驱体溶液A、B的体积相等,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.8 ~ 3.1 wt%;
2)将前躯体溶液A滴加入前躯体溶液B中,搅拌1.5~3h使其充分混合均匀,混合溶液的pH为1.3~1.7;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中进行热处理,热处理温度为130℃~150℃,保温时间为13h~17h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末洗涤并离心分离,再将离心分离的产物粉末于-80~-100℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24~48h,即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、BiVO4是一种较理想的光催化材料,但是纯BiVO4因为吸附能力和电子-空穴对的转移能力较差而限制了其进一步的应用,本发明采用水热反应法制备出高纯度的S掺杂BiVO4可见光催化材料,本方法制备速度快、效率高、反应转化完全。
2、与纯BiVO4相比,本发明制备出的S掺杂BiVO4可见光催化材料禁带宽度变小。
3、本发明制备出的S掺杂BiVO4可见光催化材料对染料的降解有明显的降解,在可见光照射下,20分钟甲基蓝溶液的降解率可达到59.7%,100分钟可以降解97%,可广泛应用于工业污水处理、纺织染料降解和半导体光催化等领域。
4、本发明制备工艺简单,可操作性强,制备成本低,可迅速制备出符合使用要求的S掺杂BiVO4可见光催化材料,水热反应所采用的热处理炉具有很大的普遍性,适用于实验室以及工业生产。
附图说明
图1为本发明实施例1中制得的纯BiVO4可见光催化材料的SEM照片。
图2为本发明实施例2中制得的S掺杂BiVO4可见光催化材料的FESEM照片。
图3为本发明实施例2中制得的S掺杂BiVO4可见光催化材料的TEM照片。
图4为本发明实施例3中制得的S掺杂BiVO4可见光催化材料的XRD图谱。
图5为本发明实施例4中制得的S掺杂BiVO4可见光催化材料的XPS分析图谱。
图6为本发明实施例1和实施例5~7中所制得的S掺杂BiVO4可见光催化材料的光催化速率图(横坐标为时间,纵坐标为浓度比,即瞬时浓度与初始浓度的比值)。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合附图、实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1(该实施例为对比实例,即不添加乳化液OP-10及硫脲)
一种制备纯BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌2h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为1.4;
3)3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为140℃,保温时间为15h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行4次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行5次离心洗涤,离心机转速为4500r/min,每次离心时间为5min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-80℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24h,干燥后即得到纯BiVO4可见光催化粉体材料,标记为BiVO4 - 1。
从图1可以看出所制备的纯BiVO4可见光催化粉体材料为八面棱台,颗粒表面光滑,且颗粒尺寸较大,大概为2-3μm;其比表面积按BET吸附法测定为0.17m2/g;对亚甲基蓝染料溶液20分钟内基本无降解,见图6;降解条件是甲基蓝的浓度1×10-5 mol/L,体积为100mL,可见光催化粉体材料投加量为0.1g,采用的光源为350W氙灯,其他实施例降解条件与此相同。
实施例2
一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,并加入硫脲和乳化剂OP-10,其中硫脲与NH4VO3的摩尔比为4.8:1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.9wt%;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌2h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为1.5;
3)3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为130℃,保温时间为14h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
3)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行3次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行4次离心洗涤,离心机转速为5000r/min,每次离心时间为5min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-80℃下进行冷冻干燥,干燥时间为48h,干燥后即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
从图2可以看出,所得S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料整个形貌呈现哑铃状,是由颗粒细小的BiVO4组装而成,这种哑铃状BiVO4的形成是晶体成核与生长这两个过程共同作用后形成的结果;由图3可以看出该材料主要以疏松的聚集体形态存在,主要是由一些多面体纳米颗粒堆积在一起形成的,纳米颗粒直径约为50nm。
测定S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的比表面积为:13.05m2/g,对亚甲基蓝染料溶液20分钟能降解50.42%。
实施例3:
一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,并加入硫脲和乳化剂OP-10,其中,硫脲与NH4VO3的摩尔比为5:1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.8wt%;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌1.5h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为1.6;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为150℃,保温时间为16h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行4次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行4次离心洗涤,离心机转速为6000r/min,每次离心时间为3min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-90℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24h,干燥后即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
从图4中可以看出,所得S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料为纯的单斜晶型的BiVO4, S的加入没有影响BiVO4的结构;从图5中可知该材料中Bi4f7/2的结合能为159.1eV,164.5eV,Bi4f5/2的结合能为164.5eV,S2p3/2的结合能为163.6eV,这分别是Bi3 +和S2-对应的谱峰,说明S元素成功的掺杂到BiVO4中,所得产物确实为S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
测定S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的比表面积为:12.97m2/g,对亚甲基蓝染料溶液20分钟能降解47.31%。
实施例4:
一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,并加入,硫脲和乳化剂OP-10,其中硫脲与NH4VO3的摩尔比为5.2:1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.9wt%;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌3h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为1.3;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为150℃,保温时间为15h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行3次离心洗涤,离心机转速为4500r/min,每次离心时间为5min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-90℃下进行冷冻干燥,干燥时间为48h,干燥后即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
测定S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的比表面积为:13.77m2/g,对亚甲基蓝染料溶液20分钟能降解52.8%。
实施例5
一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,并加入一定量硫脲和乳化剂OP-10,其中硫脲与NH4VO3的摩尔比为5:1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为3wt%;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌2h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为140℃,保温时间为15h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行3次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行5次离心洗涤,离心机转速为5500r/min,每次离心时间为5min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-90℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24h,干燥后即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料,标记为BiVO4 - 5。
测定S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的比表面积为:14.1m2/g,对亚甲基蓝染料溶液20分钟能降解59.7%,见图6。
实施例6:
一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,并加入一定量硫脲和乳化剂OP-10,其中脲与NH4VO3的摩尔比为5.8:1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为3.1wt%;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌2h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为170℃,保温时间为15h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行3~5次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行3~5次离心洗涤,离心机转速为4500r/min,每次离心时间为5min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-90℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24h,干燥后即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料,标记为BiVO4 - 6。
测定S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的比表面积为:10.01m2/g,对亚甲基蓝染料溶液20分钟能降解23.8%,见图6。
实施例7
一种制备S掺杂BiVO4可见光催化材料的方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:按Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,称取原料粉末,将5mmol Bi(NO3)3·5H2O充分溶入25ml醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将5mmol NH4VO3充分溶入25ml去离子水中,并加入一定量硫脲和乳化剂OP-10,其中硫脲与NH4VO3的摩尔比为4.5:1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为3wt%;
2)将前躯体溶液A逐渐滴加入前躯体溶液B中,室温下采用磁力搅拌2h,使其充分混合均匀,此时混合溶液pH为;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中,置于高温电阻炉内进行热处理,热处理温度为110℃,保温时间为15h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末与去离子水混合,进行3次离心洗涤,然后将反应产物粉末与无水乙醇混合,进行3次离心洗涤,离心机转速为5000r/min,每次离心时间为5min,得到清洗后的产物粉末;再将产物粉末置入冷冻干燥仪中于-100℃下进行冷冻干燥,干燥时间为48h,干燥后即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料,标记为BiVO4 - 7。
测定S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的比表面积为7.13m2/g,对亚甲基蓝染料溶液20分钟能降解17.35%,见图6。
从图6可以看出,纯BiVO4可见光催化粉体材料对亚甲蓝染料溶液基本无降解,S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料对亚甲蓝染料溶液都有一定程度的降解,当S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料的水热合成温度为140℃,保温时间为15h(实施例5),20min对亚甲蓝染料溶液的降解可以达到59.7%,100min降解率为97%。

Claims (6)

1. 一种S掺杂BiVO4可见光催化材料,其特征在于它按照如下步骤制备得到:
1)前驱体溶液的制备:将Bi(NO3)3·5H2O充分溶入醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将NH4VO3充分溶入去离子水中,并加入硫脲和乳化剂,硫脲与NH4VO3的摩尔比为(4.8~5.2):1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,满足Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,前驱体溶液A、B的体积相等,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.8 ~ 3.1 wt%;所述乳化剂为OP-10;
2)将前躯体溶液A滴加入前躯体溶液B中,搅拌1.5~3h使其充分混合均匀,混合溶液的pH为1.3~1.7;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中进行热处理,热处理温度为130℃~150℃,保温时间为13h~17h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末洗涤并离心分离,再将离心分离的产物粉末于-100℃~-80℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24~48h,即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
2.根据权利要求1所述的一种S掺杂BiVO4可见光催化材料,其特征在于所述醋酸溶液的体积分数为36wt%。
3.根据权利要求1所述的一种S掺杂BiVO4可见光催化材料,其特征在于步骤4)所述的洗涤离心将反应产物粉末用去离子水洗涤离心,继而用无水乙醇洗涤离心。
4.根据权利要求1所述的一种S掺杂BiVO4可见光催化材料,其特征在于步骤4)所述离心采用转速为4500~6000r/min,离心时间为3~5min。
5. 根据权利要求1所述的一种S掺杂BiVO4可见光催化材料,其特征在于:步骤4)所述冷冻干燥是-90℃干燥24~48h。
6.权利要求1所述的一种S掺杂BiVO4可见光催化材料的制备方法,它包括如下步骤:
1)前驱体溶液的制备:将Bi(NO3)3·5H2O充分溶入醋酸溶液中得到前躯体溶液A,将NH4VO3充分溶入去离子水中,并加入硫脲和乳化剂,硫脲与NH4VO3的摩尔比为(4.8~5.2):1,室温下充分混合均匀得到前躯体溶液B,满足Bi(NO3)3·5H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1,前驱体溶液A、B的体积相等,乳化剂在前躯体溶液B中的质量分数为2.8 ~ 3.1 wt%;
2)将前躯体溶液A滴加入前躯体溶液B中,搅拌1.5~3h使其充分混合均匀,混合溶液的pH为1.3~1.7;
3)将步骤2)所述混合溶液放入水热反应釜中进行热处理,热处理温度为130℃~150℃,保温时间为13h~17h,然后随炉冷却,得到反应产物溶液C;
4)将反应产物溶液C进行离心分离,得到反应产物粉末,将反应产物粉末洗涤并离心分离,再将离心分离的产物粉末于-100℃~-80℃下进行冷冻干燥,干燥时间为24~48h,即得到S掺杂BiVO4可见光催化粉体材料。
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