專利名稱：能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光催化劑，特別是一種能響應(yīng)可見光的光催化劑，用于半導(dǎo)體光催化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光催化是一種利用光能(特別是太陽光能)進(jìn)行環(huán)境凈化和能量轉(zhuǎn)化的新型技術(shù)。由于它能廣泛地利用天然能源——太陽能，并具有能耗低、反應(yīng)條件溫和、操作簡便、可減少二次污染等突出特點而日益受到重視，具有廣闊的應(yīng)用前景。在光照條件下，光催化劑可以生成光生電子和空穴，它們與水發(fā)生還原和氧化作用生成氫氣和氧氣，從而將太陽能直接轉(zhuǎn)換為氫能，實現(xiàn)人工光合作用，為今后的全球能源和環(huán)境問題提供了極佳的解決途徑。
TiO2是一種典型的光催化劑，禁帶寬度為3.2eV左右，光吸收范圍局限于紫外區(qū)(光波波長＜380nm)。但這部分光僅占整個太陽光總能量的4％，并且目前TiO2量子效率不高于28％，因此太陽能的利用效率只有1％左右，大大限制了對太陽能的利用。盡管有各種方法對TiO2進(jìn)行改性，使得其能在可見光范圍(占太陽光輻射的65％)內(nèi)工作，但由于這些方法會在TiO2中摻入原子或在晶體中形成缺陷導(dǎo)致光生電子與空穴的復(fù)合，使得總量子效率反而有所下降。
開發(fā)高量子效率、可見光響應(yīng)的新型光催化材料是光催化技術(shù)的關(guān)鍵。新材料的開發(fā)有三種途徑可以實現(xiàn)(1)通過過渡金屬摻雜等方法在半導(dǎo)體的禁帶中形成新的供體能級；(2)通過非金屬元素?fù)诫s等方法在半導(dǎo)體中形成新的價帶；(3)通過固溶體法將兩種不同能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的價帶和導(dǎo)帶分別耦合形成新價帶和導(dǎo)帶。由于方法(3)能同時調(diào)節(jié)材料的價帶和導(dǎo)帶位置，具有更大的技術(shù)空間和應(yīng)用前景，因此近年來為研究者所重視。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?3140525.8，名稱為含氮的二氧化鈦光催化薄膜及其制備方法，該專利公開了一種在O2/N2反應(yīng)氣體中，采用磁控濺射方法制備含氮的二氧化鈦光催化薄膜，具有可見光響應(yīng)特性。但是磁控濺射方法裝置規(guī)模大、價格高，同時不適合納米粉體材料的制備及摻雜改性。利用NH3同TiO2反應(yīng)也可合成摻氮的二氧化鈦光催化劑，但NH3危險性和污染性大。另外，由于通過摻氮方法來改善二氧化鈦對可見光的吸收和利用仍然是有限的，近年也有報道合成的某些金屬氮氧化物光催化劑對可見光具有良好的響應(yīng)特性。但是，無論是氮摻雜二氧化鈦或金屬氮氧化物，都具有不穩(wěn)定性，在較高的溫度或某些條件下氮將會逸出，從而失去對可見光的響應(yīng)能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服以上技術(shù)問題的不足，提出了一種能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑。本發(fā)明可以吸收波長小于600nm的可見光和紫外光，通過Pt或RuO2或NiOx(0＜x＜1)的單一負(fù)載或Pt和RuO2的共同負(fù)載，具備了光催化活性，能在其吸收光譜范圍內(nèi)有效降解污染物和光解水制氫氣和氧氣，提高了太陽光能的利用范圍和轉(zhuǎn)化效率。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明是由Bi、M、V、O四種元素構(gòu)成的一種化學(xué)式為BixM2-xV2O8的化合物，其中M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm中的一種，0＜x＜2；Bi與M可以連續(xù)互相取代，(Bi+M)∶V∶O的原子比為1∶1∶4。本發(fā)明能吸收波長小于600nm的可見光和紫外光。通過負(fù)載Pt或RuO2或NiOx(0＜x＜1)助催化劑，使BixM2-xV2O8其中M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm具備了光催化活性，能在其吸收光譜范圍內(nèi)有效降解污染物和光解水制氫氣和氧氣。
進(jìn)一步的，本發(fā)明是由BiVO4和MVO4(M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm；0＜x＜2)所形成的連續(xù)固溶體，其中M可以是Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm中任意一種，Bi和M可以連續(xù)互相取代，(Bi+M)∶V∶O的原子比為1∶1∶4。
本發(fā)明通過高溫固相反應(yīng)合成BixM2-xV2O8，方法如下將含有Bi、M(M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm)、V的氧化物或其鹽類，按x∶(2-x)∶2(其中x為Bi的化學(xué)計量數(shù)，0＜x＜2)比例量取，加入少量的乙醇將固體粉末混合均勻，80℃下干燥12h，然后經(jīng)高溫固相反應(yīng)合成目標(biāo)物。固相反應(yīng)的條件為燒成溫度為800-1000℃，固相反應(yīng)時間為1小時以上。當(dāng)燒成溫度低于800℃時，固相反應(yīng)難以進(jìn)行；當(dāng)燒成溫度高于1000℃時，固體顆粒物燒結(jié)，比表面積明顯下降，光催化活性降低。
其中所述含Bi化合物包括硝酸鉍、三氧化二鉍、碳酸鉍；所述的含M(M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm)化合物包括相應(yīng)的氧化物、硝酸鹽、碳酸鹽；所述的含V的化合物是偏釩酸銨和五氧化二釩。
本發(fā)明催化劑通過負(fù)載Pt或RuO2或NiOx助催化劑，能在波長小于600nm的可見光和紫外光范圍內(nèi)實現(xiàn)水的光催化完全分解，生成氫氣和氧氣。助催化劑Pt或RuO2或NiOx為單一負(fù)載或Pt和RuO2的共同負(fù)載，助催化劑的負(fù)載量控制在以下范圍Pt0.1-0.5wt％，RuO20.5-3.0wt％，NiOx0.1-3.0wt％。
太陽所釋放的能量一年中到達(dá)地球表面的總量是5.5×1026J，為現(xiàn)在全人類一年所消耗能量總和的一萬倍。太陽能的低密度及其不穩(wěn)定性不利于對它的直接利用。光催化分解水的技術(shù)可利用太陽能將水分解成氫氣和氧氣，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，便于儲存、運輸和利用。在使用氫氣后，氫又變成水的形態(tài)，對環(huán)境不會造成污染。同時，水和陽光是取之不盡的物質(zhì)，因此通過光催化分解水獲得的氫氣是一種完全的可持續(xù)開發(fā)和利用的能源。但光解水能否實用化最終將取決于太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率。迄今為止，人們所發(fā)現(xiàn)和研制用于光解水的光催化劑中大多數(shù)僅能在波長小于400nm的紫外線范圍工作。而太陽光中紫外線的能量占總能量的4％左右，65％左右的能量都屬于可見光范圍。因此，本發(fā)明所提供的光催化劑可以吸收波長小于600nm的可見光和紫外光，并在可見光和紫外光范圍內(nèi)分解水同時生成氫氣和氧氣，從而提高了太陽能的轉(zhuǎn)化效率，對解決未來的能源和環(huán)境問題具有積極的意義。另外，在環(huán)境凈化方面，本發(fā)明所提供的能吸收可見光的光催化劑可廣泛用于各種建筑物的室內(nèi)外墻體等表面，能利用自然光有效地凈化大氣中的污染物，凈化污水，提高環(huán)境質(zhì)量，將帶來極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實施例結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)容提供以下實施例實施例11.用Bi(NO3)3·5H2O作為鉍源，取4.8507g，用Y2O3作為釔源，取1.1254g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至800℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至900℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物BiYV2O8。
4.稱取2g BiYV2O8粉末浸漬于5ml氯鉑酸(H2PtCl6)水溶液(0.00205mol/L)中，通過300w氙燈光照2h，形成Pt負(fù)載的BiYV2O8光催化劑，所負(fù)載的Pt的量為0.1wt％。
5.稱取負(fù)載0.1wt％Pt的BiYV2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為126μmol/g·h和65.3μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為12.3μmol/g·h和6.2μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去510nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為3.2μmol/g·h和2μmol/g·h。
實施例21.用Bi(NO3)3·5H2O作為鉍源，取0.4851g，用Ce2O3作為鈰源，取3.1182g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至900℃，保溫5h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至1000℃，保溫10h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物Bi0.1Ce1.9V2O8。
4.稱取2g Bi0.1Ce1.9V2O8粉末浸漬于5ml氯鉑酸(H2PtCl6)水溶液(0.01025mol/L)中，通過300w氙燈光照2h，形成Pt負(fù)載的Bi0.1Ce1.9V2O8光催化劑，所負(fù)載的Pt的量為0.5wt％。
5.稱取負(fù)載0.5wt％Pt的Bi0.1Ce1.9V2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為44μmol/g·h和21.8μmol/g·h，上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為6.3μmol/g·h和2.0μmol/g·h。
實施例31.用Bi(NO3)3·5H2O作為鉍源，取9.2169g，用La2O3作為鑭源，取0.1629g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至850℃，保溫8h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至950℃，保溫8h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物Bi1.9La0.1V2O8。
4.稱取2g Bi1.9La0.1V2O8粉末浸漬于5ml氯鉑酸(H2PtCl6)水溶液(0.01025mol/L)中，通過加熱蒸發(fā)、干燥和煅燒，形成Pt負(fù)載的Bi0.1Ce1.9V2O8光催化劑，所負(fù)載的Pt的量為0.5wt％。
5.稱取負(fù)載0.5wt％Pt的Bi1.9La0.1V2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為67.5μmol/g·h和33.4μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為2.8μmol/g·h和1.2μmol/g·h。
實施例41.用Bi(NO3)3·5H2O作為鉍源，取4.8507g，用Pr2O3作為鐠源，取1.6491g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至850℃，保溫10h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至950℃，保溫10h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物BiPrV2O8。
4.稱取2g BiPrV2O8粉末浸漬于5ml氯化釕(RuCl3)水溶液(0.09mol/L)中，通過加熱蒸發(fā)、干燥和煅燒，，形成RuO2負(fù)載的Bi0.1Ce1.9V2O8光催化劑，所負(fù)載RuO2的量為3wt％。
5.稱取負(fù)載3wt％RuO2的BiPrV2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為32.4μmol/g·h和14.6μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為2.1μmol/g·h和1.2μmol/g·h。
實施例51.用Bi(NO3)3·5H2O作為鉍源，取4.8507g，用Nd(NO3)3·6H2O作為釹源，取4.3834g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至800℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以1℃/min的速度升溫至900℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物BiNdV2O8。
4.稱取2g BiNdV2O8粉末浸漬于10ml氯化釕(RuCl3)水溶液(0.0075mol/L)中，通過加熱蒸發(fā)、干燥和煅燒，，形成RuO2負(fù)載的BiNdV2O8光催化劑，所負(fù)載RuO2的量為0.5wt％。
5.稱取負(fù)載0.5wt％RuO2的BiNdV2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為22.4μmol/g·h和10.5μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為3.4μmol/g·h和1.4μmol/g·h。
實施例61.用Bi2O3作為鉍源，取2.3298g，用Sm2O3作為釤源，取1.7436g，用V2O5作為釩源，取1.8188g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至850℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至950℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物BiSmV2O8。
4.稱取2g BiNdV2O8粉末浸漬于5ml硝酸鎳(Ni(NO3)3)水溶液(0.00535mol/L)中，通過加熱蒸發(fā)、干燥后，在H2氣氛下500℃煅燒2h，然后在O2氣氛下200℃煅燒1h，形成NiOx(x＜1)負(fù)載BiSmV2O8光催化劑，所負(fù)載NiOx的量為0.1wt％。
5.稱取負(fù)載0.1wt％NiOx(x＜1)的BiNdV2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為25.6μmol/g·h和12.5μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為6.1μmol/g·h和3.1μmol/g·h。
實施例71.用Bi2O3作為鉍源，取2.3298g，用Y2O3作為釔源，取1.1254g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至900℃，保溫6h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至1000℃，保溫1h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物BiYV2O8。
4.稱取2g BiYV2O8粉末浸漬于10ml硝酸鎳(Ni(NO3)3)水溶液(0.08025mol/L)中，通過加熱蒸發(fā)、干在H2氣氛下500℃煅燒2h，接著在O2氣氛下200℃煅燒1h，形成NiOx(x＜1)負(fù)載BiSmV2O8光催化劑，所負(fù)載NiOx的量為3wt％。
5.稱取負(fù)載3wt％NiOx(x＜1)的BiYV2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為89.4μmol/g·h和42.3μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為8.9μmol/g·h和4.2μmol/g·h。
實施例81.用Bi2O3作為鉍源，取2.3298g，用Y2O3作為釔源，取1.1254g，用偏釩酸銨作為釩源，取2.3395g，放入瑪瑙研缽，加入無水乙醇10mL作為分散劑，進(jìn)行研磨，至無水乙醇完全揮發(fā)為止。
2.將上面得到固體樣在真空干燥箱中80℃干燥12h，取去冷卻后研磨10min，得到干燥的粉末固體樣。
3.將粉末固體樣放入體積為50mL的瓷坩堝中，然后將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中，以10℃/min的速度升溫至900℃，保溫12h。冷卻后取出磨碎，再將裝樣的瓷坩堝置于馬弗爐中以10℃/min的速度升溫至1000℃，保溫1h。冷卻后取出磨碎，獲得目標(biāo)物BiYV2O8。
4.稱取2g BiYV2O8粉末浸漬于5ml氯化釕(RuCl3)水溶液(0.045mol/L)中，通過加熱蒸發(fā)、干燥和煅燒，形成RuO2負(fù)載的BiYV2O8光催化劑，所負(fù)載RuO2的量為1.5wt％。再將粉末浸漬于5ml氯鉑酸(H2PtCl6)水溶液(0.01025mol/L)中，通過300w氙燈光照2h，形成Pt負(fù)載的BiYV2O8光催化劑，所負(fù)載的Pt的量為0.5wt％。
5.稱取共負(fù)載1.5wt％RuO2和0.5wt％Pt的BiYV2O8催化劑0.4g，分散于150ml水中，置于材質(zhì)為Pyrex玻璃的光催化反應(yīng)器中，在300W氙燈下直接外部照射4小時，光催化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用帶有熱導(dǎo)檢測儀的氣相色譜儀作定量分析，BiYV2O8的產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為79μmol/g·h和44.3μmol/g·h。上述光催化反應(yīng)裝置中用濾光片濾去420nm以下波長光波后，相同條件下產(chǎn)氫和產(chǎn)氧速率分別為5.6μmol/g·h和3.0μmol/g·h。
權(quán)利要求
1.一種能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑，其特征在于，是由Bi、M、V、O四種元素構(gòu)成的一種化學(xué)式為BixM2-xV2O8的化合物，其中M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm中的一種，0＜x＜2，(Bi+M)∶V∶O的原子比為1∶1∶4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑，其特征是由BiVO4和MVO4所形成的固溶體，M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm中的一種，(Bi+M)∶V∶O的原子比為1∶1∶4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑，其特征是，Bi與M能連續(xù)互相取代，M＝Y(jié)、La、Ce、Pr、Nd、Sm中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑，其特征是，能吸收波長小于600nm的可見光和紫外光，通過負(fù)載助催化劑Pt或RuO2或NiOx，其中0＜x＜1，能在其吸收光譜范圍內(nèi)有效降解污染物和光解水制氫氣和氧氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑，其特征是，助催化劑Pt或RuO2或NiOx為單一負(fù)載或Pt和RuO2的共同負(fù)載，助催化劑的負(fù)載量控制在以下范圍Pt0.1-0.5wt％，RuO20.5-3.0wt％，NiOx0.1-3.0wt％。
全文摘要
一種能響應(yīng)可見光的固溶體光催化劑，用于半導(dǎo)體光催化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是由Bi、M、V、O四種元素構(gòu)成的一種化學(xué)式為Bi
文檔編號B01J23/63GK1899688SQ200610029400
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者上官文峰, 劉恢, 袁堅, 施建偉 申請人:上海交通大學(xué)