專利名稱：可見光響應(yīng)的復(fù)合氧化物光催化劑Ag₄Bi₂O₅及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可見光響應(yīng)的鉍系復(fù)合氧化物光催化劑Ag4Bi2O5及其制備方法， 屬于無機光催化材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)境污染是世界各國十分關(guān)注的問題，已經(jīng)導(dǎo)致了人們生活的飲用水源、工業(yè)水源質(zhì)量不斷下降，導(dǎo)致大氣污染不斷加劇，造成生態(tài)環(huán)境的不斷破壞，對人類的生存構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為了解決這些問題，人們通過各種方法控制和治理環(huán)境污染。從20世紀(jì)70年代末期，人們提出了利用光催化劑分解水中和大氣中的農(nóng)藥以及惡臭物質(zhì)等有機物，以及涂有光催化劑的固體表面的自我清潔等應(yīng)用實例。目前，使用的光催化劑主要為二氧化鈦，已經(jīng)利用二氧化鈦對水中和大氣中的農(nóng)藥和惡臭物質(zhì)等有機物進行分解，然而二氧化鈦的帶隙是3. 2eV，只有在比400nm短的紫外線的照射下才能顯現(xiàn)出活性，只能在室內(nèi)或者有紫外燈的地方工作，幾乎不能利用可見光，這大大的限制了二氧化鈦光催化劑的使用?？紤]到光催化劑在分解有害物質(zhì)中的實用性，利用太陽光作為光源是不可缺少的。照射向地表的太陽光中波長在500nm附近可見光的強度最大,波長為400nm 750nm 的可見光區(qū)的能量大約是太陽光總能量的43%，所以為了高效的利用太陽光譜，尋找具有可見光響應(yīng)的光催化劑引起了人們的重視。鉍系光催化劑的開發(fā)和研究已經(jīng)取得了一系列重大的成果，三價鉍的復(fù)合物，如BiVO4和Bi2WO4被報道在可見光下具有良好的吸收，而五價鉍同樣也引起了廣泛的應(yīng)用。目前報道的具有可見光響應(yīng)的光催化劑種類仍很有限，所以研究和開發(fā)新的具有可見光響應(yīng)的高效光催化劑是非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有可見光響應(yīng)的鉍系復(fù)合氧化物光催化劑以及其制備方法。本發(fā)明提供的一種具有可見光響應(yīng)的復(fù)合氧化物光催化劑的化學(xué)組成式為 Ag4Bi2O5O上述可見光響應(yīng)的復(fù)合氧化物光催化劑的制備方法按以下步驟進行I)將99. 9%分析純的化學(xué)原料AgO和Bi2O3,按Ag4Bi2O5化學(xué)式稱量配料；2)將步驟(I)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨 2-8小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩；3)將步驟⑵所得粉料在550 600°C預(yù)燒，并保溫6_8小時，自然冷卻至室溫， 然后通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2 μ m，即可得到復(fù)合氧化物光催化劑 Ag4Bi2O5 粉末。本發(fā)明制備方法簡單、成本低，制備的光催化劑具有優(yōu)良的催化性能，在可見光照射下具有分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機生物質(zhì)和殺菌的作用。
具體實施例方式下面將對本發(fā)明進行具體說明I、為了得到本發(fā)明中所使用的復(fù)合氧化物，首先使用固相合成法制備粉末，即把作為原料的各種氧化物或碳酸鹽按照目標(biāo)組成化學(xué)計量比進行混合，再在常壓下于空氣氣氛中合成。2、為了能夠有效利用光，本發(fā)明中的光催化劑的尺寸最好在微米級別，甚至是納米粒子，且比表面積較大。用固相合成法制備的氧化物粉末，其粒子較大而表面積較小，但是可以通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小。3、本發(fā)明的光催化實驗以甲基橙作為模擬有機污染物，其濃度為20mg/L ;復(fù)合氧化物光催化劑的加入量為lg/L ;光源使用300W的氙燈，反應(yīng)槽使用硼硅酸玻璃制成的器皿，通過濾波器得到波長大于420nm長波長的光，然后照射光催化劑；催化時間設(shè)定為120 分鐘。實施例I :I)將99. 9%分析純的化學(xué)原料AgO和Bi2O3,按Ag4Bi2O5化學(xué)式稱量配料。2)將步驟(I)配好的化學(xué)原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨2小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩。3)將步驟⑵所得粉料在550°C預(yù)燒，并保溫8小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2 u m，即可得到復(fù)合氧化物光催化劑Ag4Bi2O5粉末。所制備的光催化劑，在波長大于420nm的可見光照射下，120分鐘對甲基橙去除率達(dá)到98. 6%0實施例2 I)將99. 9%分析純的化學(xué)原料AgO和Bi2O3,按Ag4Bi2O5化學(xué)式稱量配料。2)將步驟(I)配好的化學(xué)原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨6小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩。3)將步驟⑵所得粉料在600°C預(yù)燒，并保溫7小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2 u m，即可得到復(fù)合氧化物光催化劑Ag4Bi2O5粉末。所制備的光催化劑，在波長大于420nm的可見光照射下，120分鐘對甲基橙去除率達(dá)到99. 6%0實施例3 I)將99. 9%分析純的化學(xué)原料AgO和Bi2O3,按Ag4Bi2O5化學(xué)式稱量配料。2)將步驟⑴配好的化學(xué)原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨8小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩。3)將步驟⑵所得粉料在570°C預(yù)燒，并保溫6小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2 u m，即可得到復(fù)合氧化物光催化劑Ag4Bi2O5粉末。
所制備的光催化劑，在波長大于420nm的可見光照射下，120分鐘對甲基橙去除率達(dá)到99. 5%0本發(fā)明決不限于以上實施例。具有與Bi等相似結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的元素如La，Eu， Y，Ce, Gd，Tb，Dy，Ho, Tm, Yb，Lu等也可以做出與本發(fā)明類似晶體結(jié)構(gòu)與性能的光催化劑。 各工藝參數(shù)(如溫度、時間等)的上下限、區(qū)間取值都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。以上發(fā)明實施例所制的光催化劑粉末可負(fù)載于多種基體表面上?；w可以是玻璃、陶瓷、活性炭、石英砂等，光催化劑可以以薄膜的形式負(fù)載于基體表面。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合氧化物作為可見光響應(yīng)的光催化劑的應(yīng)用，其特征在于所述復(fù)合氧化物的化學(xué)組成式為=Ag4Bi2O5 ；所述復(fù)合氧化物的制備方法步驟為.1)將99.9%分析純的化學(xué)原料AgO和Bi2O3,按Ag4Bi2O5化學(xué)式稱量配料；.2)將步驟(I)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨2-8小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩；.3)將步驟⑵所得粉料在550 600°C預(yù)燒，并保溫6-8小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2 μ m，即可得到復(fù)合氧化物Ag4Bi2O5粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可見光響應(yīng)的復(fù)合氧化物光催化劑Ag4Bi2O5及其制備方法。復(fù)合氧化物的化學(xué)組成式為Ag4Bi2O5；1)將99.9％分析純的化學(xué)原料AgO和Bi2O3，按Ag4Bi2O5化學(xué)式稱量配料；2)將步驟(1)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨2-8小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩；3)將步驟(2)所得粉料在550～600℃預(yù)燒，并保溫6-8小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機等粉碎手段使粒子直徑變小，達(dá)到2μm，即可得到含銀復(fù)合氧化物光催化劑Ag4Bi2O5粉末。本發(fā)明制備方法簡單、成本低，制備的光催化劑具有優(yōu)良的催化性能，在可見光照射下具有分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機生物質(zhì)和殺菌的作用。
文檔編號B01J23/68GK102580737SQ201210037370
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月18日
發(fā)明者向飛, 方亮, 蘇和平, 鄭少英, 郭汝麗 申請人:桂林理工大學(xué)