本發(fā)明涉及一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于無(wú)機(jī)光催化材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著石油、天然氣等化石能源的枯竭，全球環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，新能源開(kāi)發(fā)和環(huán)境污染治理成為當(dāng)前科學(xué)研究的熱點(diǎn)話題，人們急切需要開(kāi)發(fā)新能源及成本低的綠色環(huán)保的環(huán)境污染物處理技術(shù)，而光催化材料在光解水制氫開(kāi)發(fā)新能源及污水處理領(lǐng)域都展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用前景。在各類(lèi)光解水催化劑中，鈣鈦礦型半導(dǎo)體鉭酸鹽是效率最高的一類(lèi)，這是由于鉭酸鹽特殊的能帶結(jié)構(gòu)更易在紫外光照射下產(chǎn)生光生電子和空穴，且其晶格是由tao6八面體相互連接而成的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，利于光生載體的電荷分離和遷移。然而鉭酸鹽的禁帶寬度通常都大于3.3ev，很難在可見(jiàn)光激發(fā)下產(chǎn)生光生電子，而在太陽(yáng)光中僅含有約4％的紫外光，可見(jiàn)光約占45％，因此開(kāi)發(fā)對(duì)可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化材料更具有實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

利用連續(xù)固溶體禁帶寬度可調(diào)的特性，在催化劑材料的晶格中引入金屬原子或非金屬原子來(lái)調(diào)節(jié)材料的禁帶寬度，通過(guò)在材料禁帶中引入一個(gè)摻雜能級(jí)或提高材料的價(jià)帶能級(jí)使得其帶隙變窄，可實(shí)現(xiàn)材料對(duì)可見(jiàn)光產(chǎn)生響應(yīng)。在最近十幾年來(lái)，一些摻雜的鉭酸鹽可見(jiàn)光催化劑被開(kāi)發(fā)出來(lái)，在可見(jiàn)光催化方面取得了突破性的進(jìn)展，其優(yōu)異的活性及穩(wěn)定性引起了人們廣泛的關(guān)注。如，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn101474558a公開(kāi)了一種堿金屬鉭酸鹽復(fù)合光解水制氫可見(jiàn)光光催化劑制備方法，具體為以氨氣為氮源在高溫下對(duì)堿金屬鉭酸鹽進(jìn)行氮摻雜的方法，步驟如下：將含鉭的前驅(qū)體溶入含有表面活性劑酸性溶液中，調(diào)節(jié)ph為6～9，加入堿金屬氫氧化物，經(jīng)水熱處理、700-850℃下氨氣處理1-10h得到堿金屬鉭酸鹽。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn103316662a公開(kāi)了一種可見(jiàn)光響應(yīng)的鉭酸鹽光催化劑ba3ti5ta6o28及其制備方法，以baco3、tio2、ta2o5為主要原料，經(jīng)球磨、1300-1350℃煅燒6h，最后經(jīng)球磨制得。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn103157458a公開(kāi)了一種可見(jiàn)光響應(yīng)的鉭酸鹽光催化劑limta3o9及其制備方法，以li2co3、mo、ta2o5為主要原料，其中m為mg、zn或co中的一種，經(jīng)球磨、1000-1050℃煅燒6h，最后經(jīng)球磨制得。上述摻雜鉭酸鹽光催化劑的制備方法都是利用球磨、水熱或高溫長(zhǎng)時(shí)間煅燒等方法，制備條件要求較高，成本較高。

又如，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn1544144a公開(kāi)了一種可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑及其應(yīng)用；該發(fā)明的光催化劑是由銦和元素周期表中5a元素以及過(guò)渡金屬元素m形成的復(fù)合氧化物半導(dǎo)體，化學(xué)式為in1-xmxao4(a：5a元素，m：過(guò)渡金屬元素)，其中銦和m的摩爾數(shù)之和與a的摩爾數(shù)相等，該發(fā)明制備的光催化劑在含有紫外線和可見(jiàn)光的太陽(yáng)光照射下，能夠?qū)崿F(xiàn)分解有害化學(xué)物質(zhì)和分解水制氫，但制氫速率較低。同時(shí)，還有文獻(xiàn)報(bào)道以ta2o5、bi2o3、cuo為原料，混合均勻研磨后壓片(原料使用前需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理：ta2o5600℃煅燒8h，bi2o3800℃煅燒8h)，經(jīng)1100℃固相反應(yīng)48h制備得到bita1-xcuxo4(x＝0-0.04)光催化劑，制備的光催化劑可以在可見(jiàn)光照射下分解水制氫，但是制氫速率很低(internationaljournalofhydrogenenergy2009,34,3631)。

綜上所述，現(xiàn)有摻雜鉭酸鹽光催化劑的制備方法絕大多數(shù)都利用球磨、水熱或高溫長(zhǎng)時(shí)間煅燒等方法，制備條件要求較高，步驟繁瑣，成本較高，且可見(jiàn)光催化水分解的效率有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑；所制備的光催化劑微觀形貌為納米顆粒組成的多孔微/納米球，該光催化劑在可見(jiàn)光照射下具有較高的催化水分解效率。

本發(fā)明還提供一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法與應(yīng)用；本發(fā)明利用溶膠-凝膠過(guò)程制備前驅(qū)體溶膠，然后經(jīng)噴霧干燥、短時(shí)煅燒即得；本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，耗能少。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑，所述光催化劑的微觀形貌為：粒徑為5-10nm的納米顆粒組成的多孔微/納米球，所述多孔微/納米球的直徑為0.5-2μm。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述光催化劑的比表面積為17.20-21.78m²/g，晶格畸變指數(shù)為5-6。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述光催化劑是按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比，以五氯化鉭、乙酸鎳和硝酸鈷為主要反應(yīng)原料，經(jīng)溶膠-凝膠反應(yīng)、噴霧干燥、煅燒制得。

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)室溫?cái)嚢柘拢瑢⑽迓然g溶于過(guò)氧化氫水溶液中，加入堿液調(diào)節(jié)ph值至3-5，得混合液；

(2)按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將乙酸鎳和硝酸鈷加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙?；加入多羥基羧酸，溶解后，室溫?cái)嚢?-6h；加入堿液調(diào)節(jié)ph值至3-5，得反應(yīng)液；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液于80-100℃下老化1-3h，得到前驅(qū)體溶膠；經(jīng)噴霧干燥、煅燒，得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述五氯化鉭與過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量比為1:115-125。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述五氯化鉭與過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量比為1:121。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述過(guò)氧化氫水溶液的質(zhì)量濃度為20-30％；優(yōu)選為30％。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中和步驟(2)中所述堿液為質(zhì)量濃度為20-28％的氨水；優(yōu)選為質(zhì)量濃度為28％的氨水。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述乙酸鎳為四水合乙酸鎳；所述硝酸鈷為六水合硝酸鈷。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述多羥基羧酸為葡萄糖酸、檸檬酸或酒石酸中的一種。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述多羥基羧酸為酒石酸。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述多羥基羧酸與硝酸鈷的物質(zhì)的量比為5-8:1。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述多羥基羧酸與硝酸鈷的物質(zhì)的量比為6.25:1。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(3)中所述老化溫度為90℃。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(3)中所述噴霧干燥溫度為90-100℃。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(3)中所述煅燒條件為：800-900℃下，空氣氣氛中煅燒1-2h。

上述具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑在可見(jiàn)光催化水分解或光催化降解甲基橙中的應(yīng)用。用作在可見(jiàn)光照射下對(duì)水進(jìn)行分解或降解甲基橙的光催化劑。

本發(fā)明制備的光催化劑的光催化水分解的效果使用密閉循環(huán)光催化系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。co0.8ni0.2ta2o6的加入量為1g/l，超聲分散至形成均勻的懸濁液。整個(gè)體系的總體積(含反應(yīng)器)為700ml，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前預(yù)先抽真空30min，體系的相對(duì)真空度保持在-0.1mpa。催化系統(tǒng)的光源選用300w氙燈，配合可見(jiàn)光反射片；光源在使用前先開(kāi)機(jī)預(yù)熱20min，以保證其發(fā)射出的光波長(zhǎng)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)溫度為室溫；實(shí)時(shí)采集反應(yīng)一段時(shí)間后的氣體樣品，然后經(jīng)過(guò)體積為3.14ml的取樣管定容后，再直接導(dǎo)入到氣相色譜中測(cè)定產(chǎn)氫含量，從而計(jì)算產(chǎn)氫速率。

光催化水分解的效果測(cè)試表明，本發(fā)明制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑在可見(jiàn)光照射下，制氫速率可達(dá)1366.7μmol·h^-1·g^-1，具有較高的可見(jiàn)光催化水分解效率；

光催化降解甲基橙效果測(cè)試表明，在可見(jiàn)光照射下，150min對(duì)質(zhì)量濃度為25mg/l的甲基橙水溶液中甲基橙的去除率達(dá)98.2％。

本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及有益效果如下：

在鉭酸鹽中，鉭酸鎳的禁帶寬度較窄，易通過(guò)其它金屬離子摻雜實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光條件下催化分解水。由于co和ni原子具有一定的相似性，可以通過(guò)創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)手段制備連續(xù)摻雜的coxni1-xta2o6固溶體，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)鉭酸鎳的禁帶寬度，得到一種窄帶隙的新型可見(jiàn)光催化劑；通過(guò)調(diào)節(jié)鎳鈷比例控制產(chǎn)物成分，制備得到催化性質(zhì)良好的可見(jiàn)光催化劑。

本發(fā)明光催化劑的制備過(guò)程中，步驟(1)比較關(guān)鍵，在步驟(1)混合液合成過(guò)程中，h2o2對(duì)五價(jià)鉭的穩(wěn)定作用和體系的ph值是重要的影響因素。在水體系中，過(guò)氧鍵可與高價(jià)態(tài)的過(guò)渡金屬結(jié)合形成配合物，從而抑制過(guò)渡金屬離子的水解。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以觀察到，五氯化鉭(tacl5)并沒(méi)有直接水解為白色絮狀沉淀物，而是在水體系中形成了透明的溶液，鉭配合物的組成可以表達(dá)為[ta(o2)4]^3-(app.catal.b-environ.2011,102,343)。隨著氨水的逐漸滴加，體系的ph值變?yōu)?-5,水中的過(guò)氧化氧開(kāi)始大量釋放出o2^2-，并與五價(jià)ta結(jié)合,最終體系變得完全透明。根據(jù)xrd、紅外、eds和元素分析測(cè)試可以判斷步驟(1)混合液中的主要組成為(nh4)3[ta(o2)4]和氯化銨。透明體系有助于步驟(2)中co和ni原子實(shí)現(xiàn)均勻摻雜，使最終制備的光催化劑有較小的顆粒尺寸，較大的比表面積。而多羥基羧酸，可以與多種金屬離子生成多核配合物，從而為溶膠網(wǎng)絡(luò)的形成提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),加入酒石酸這類(lèi)多羥基羧酸，然后調(diào)節(jié)ph值變?yōu)?-5，也是為了得到透明溶膠體系，使co和ni原子實(shí)現(xiàn)均勻摻雜。同時(shí)，本發(fā)明制備的光催化劑的微觀形貌是由本發(fā)明所制備的溶膠的性質(zhì)決定的。

有益效果：

(1)本發(fā)明的制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，耗能少，制備條件要求低。

(2)本發(fā)明制備得到的光催化劑微觀形貌為納米顆粒組成的多孔微/納米球，微球尺寸較小，有較大的比表面積，活性點(diǎn)多，從而利于光生載體的遷移和電荷分離，并阻止光生電子與空穴的復(fù)合。

(3)本發(fā)明制備得到的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑禁帶寬度較窄,為3.0ev，較窄的禁帶寬度使光催化劑對(duì)可見(jiàn)光有良好的響應(yīng)；另外摻雜引起的晶格畸變對(duì)光生載體電荷分離與遷移的影響比較明顯，所制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的晶格畸變指數(shù)為5.6，較大的晶格畸變使晶體結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性增加，提高了光生電子和空穴分離效率。較窄的禁帶寬度和較大的晶格畸變指數(shù)使制備的光催化劑具有好的可見(jiàn)光催化水分解效果。所制備的光催化劑材料是純相的co0.8ni0.2ta2o6，在可見(jiàn)光照射下，制氫速率可達(dá)1366.7μmol·h^-1·g^-1，具有較高的可見(jiàn)光催化水分解效率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所得co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的xrd圖譜。

圖2為實(shí)施例2所得co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的sem照片。

圖3為實(shí)施例2所得co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的高倍sem照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但不限于此。

同時(shí)下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。

實(shí)施例1

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑，所述光催化劑的微觀形貌為：粒徑為5-10nm的納米顆粒組成的多孔微/納米球，多孔微/納米球的直徑為0.5-2μm。

上述具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)室溫?cái)嚢柘?，?.358g五氯化鉭(tacl5)溶于12.2ml質(zhì)量濃度為30％的過(guò)氧化氫(h2o2)水溶液中(h2o2與tacl5的物質(zhì)的量比為121:1)，滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得混合液；

(2)按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將0.0249g四水合乙酸鎳(ni(ch3coo)2·4h2o)和0.1164g六水合硝酸鈷(co(no3)2·6h2o)加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙猓患尤?.3752g酒石酸，溶解后，室溫?cái)嚢?h；滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得反應(yīng)液；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液于90℃下老化1h，得到前驅(qū)體溶膠；經(jīng)100℃噴霧干燥得到干凝膠、在空氣氛圍下，800℃煅燒2h，即得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑。

本實(shí)施例得到的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的x射線衍射圖譜如圖1所示，從圖1中可以看出，實(shí)驗(yàn)得到的光催化劑是純相的co0.8ni0.2ta2o6。

本實(shí)施例得到的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的比表面積為21.78m²/g。

將本實(shí)施例得到的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑進(jìn)行光催化水分解的效果測(cè)試，使用密閉循環(huán)光催化系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試方法如下：將0.1g本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6超聲分散于100ml的去離子水中，至形成均勻的懸濁液。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前預(yù)先抽真空30min，體系的相對(duì)真空度保持在-0.1mpa。催化系統(tǒng)的光源選用300w氙燈，配合可見(jiàn)光反射片；光源在使用前先開(kāi)機(jī)預(yù)熱20min，以保證其發(fā)射出的光波長(zhǎng)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)溫度為室溫；采集反應(yīng)10min鐘后的氣體樣品，然后經(jīng)過(guò)體積為3.14ml的取樣管定容后，再直接導(dǎo)入到氣相色譜中測(cè)定產(chǎn)氫含量，從而計(jì)算產(chǎn)氫速率。

光催化結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制氫速率可達(dá)1366.7μmol·h^-1·g^-1。

另外所制備的催化劑也可用于可見(jiàn)光分解有害化學(xué)物質(zhì)，催化劑用量為1g/l時(shí)，在可見(jiàn)光照射下，150min對(duì)質(zhì)量濃度為25mg/l的甲基橙水溶液中甲基橙的去除率達(dá)98.2％。

實(shí)施例2

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑，所述光催化劑的微觀形貌為：粒徑為5-10nm的納米顆粒組成的多孔微/納米球，多孔微/納米球的直徑為0.5-2μm。

上述具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)室溫?cái)嚢柘?，?.358g五氯化鉭(tacl5)溶于12.2ml質(zhì)量濃度為30％的過(guò)氧化氫(h2o2)水溶液中(h2o2與tacl5的物質(zhì)量比為121:1)，滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得混合液；

(2)按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將0.0249g四水合乙酸鎳(ni(ch3coo)2·4h2o)和0.1164g六水合硝酸鈷(co(no3)2·6h2o)加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙?；加?.3752g酒石酸，溶解后，室溫?cái)嚢?h；滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得反應(yīng)液；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液于90℃下老化2h，得到前驅(qū)體溶膠；經(jīng)100℃噴霧干燥得到干凝膠、在空氣氛圍下，900℃煅燒1h，即得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑。

本實(shí)施例得到的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的sem照片如圖2所示，從圖2可以看出co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的微觀形貌為：直徑為0.5-2μm的多孔微/納米球結(jié)構(gòu)；

本實(shí)施例得到的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的高倍sem照片如圖3所示，從圖3可以看出，多孔微/納米球是由粒徑尺寸為5-10nm的小顆?；ハ喽逊e而成，顆粒之間形成多孔結(jié)構(gòu)。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制氫速率可達(dá)1296.9μmol·h^-1·g^-1。

實(shí)施例3

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)室溫?cái)嚢柘?，?.358g五氯化鉭(tacl5)溶于12.2ml質(zhì)量濃度為30％的過(guò)氧化氫(h2o2)水溶液中(h2o2與tacl5的物質(zhì)量比為121:1)，滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得混合液；

(2)按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將0.0249g四水合乙酸鎳(ni(ch3coo)2·4h2o)和0.1164g六水合硝酸鈷(co(no3)2·6h2o)加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙?；加?.3752g酒石酸，溶解后，室溫?cái)嚢?h；滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得反應(yīng)液；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液于90℃下老化3h，得到前驅(qū)體溶膠；經(jīng)90℃噴霧干燥得到干凝膠、在空氣氛圍下，800℃煅燒2h，即得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制氫速率可達(dá)1350.1μmol·h^-1·g^-1。

實(shí)施例4

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)室溫?cái)嚢柘拢瑢?.358g五氯化鉭(tacl5)溶于12.2ml質(zhì)量濃度為30％的過(guò)氧化氫(h2o2)水溶液中(h2o2與tacl5的物質(zhì)量比為121:1)，滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至3，得混合液；

(2)按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將0.0249g四水合乙酸鎳(ni(ch3coo)2·4h2o)和0.1164g六水合硝酸鈷(co(no3)2·6h2o)加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙猓患尤?.3752g酒石酸，溶解后，室溫?cái)嚢?h；滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至3，得反應(yīng)液；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液于90℃下老化3h，得到前驅(qū)體溶膠；經(jīng)90℃噴霧干燥得到干凝膠、在空氣氛圍下，900℃煅燒2h，即得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制氫速率可達(dá)1295.6μmol·h^-1·g^-1。

實(shí)施例5

一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)室溫?cái)嚢柘?，?.358g五氯化鉭(tacl5)溶于12.2ml質(zhì)量濃度為30％的過(guò)氧化氫(h2o2)水溶液中(h2o2與tacl5的物質(zhì)量比為121:1)，滴加質(zhì)量濃度為20％的氨水調(diào)節(jié)ph值至5，得混合液；

(2)按照co0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、鈷元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將0.0249g四水合乙酸鎳(ni(ch3coo)2·4h2o)和0.1164g六水合硝酸鈷(co(no3)2·6h2o)加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙猓患尤?.6148g檸檬酸，溶解后，室溫?cái)嚢?h；滴加質(zhì)量濃度為20％的氨水調(diào)節(jié)ph值至5，得反應(yīng)液；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液于100℃下老化1h，得到前驅(qū)體溶膠；經(jīng)90℃噴霧干燥得到干凝膠、在空氣氛圍下，900℃煅燒2h，即得具有可見(jiàn)光響應(yīng)的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制氫速率可達(dá)1284.5μmol·h^-1·g^-1。

對(duì)比例1

一種eu0.8ni0.2ta2o6材料的制備方法，步驟如實(shí)施例1所述，所不同的是：步驟(2)為：按照eu0.8ni0.2ta2o6中鎳元素、銪元素與鉭元素的化學(xué)計(jì)量比為0.2:0.8:2，將0.0249g四水合乙酸鎳(ni(ch3coo)2·4h2o)和0.1784g六水合硝酸銪(eu(no3)3·6h2o)加入步驟(1)得到的混合液中，室溫?cái)嚢枞芙?；加?.3752g酒石酸，溶解后，室溫?cái)嚢?h；滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)ph值至4，得反應(yīng)液；其它步驟與實(shí)施例1一致。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本對(duì)比例制備的材料進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的光催化劑的制氫速率為542.1μmol·h^-1·g^-1，明顯低于實(shí)施例1制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑，說(shuō)明本發(fā)明制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑中，鈷元素和鎳元素特定的摻雜使所制備的材料具有較好的光催化水分解效率。

對(duì)比例2

一種co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，制備步驟如實(shí)施例1所述，所不同的是：步驟(1)中，滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)混合液的ph值至1，其它步驟與實(shí)施例1一致。

制備過(guò)程中步驟(1)得到的混合液中出現(xiàn)白色絮狀沉淀物。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本對(duì)比例制備的材料進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的光催化劑的制氫速率為720.9μmol·h^-1·g^-1，明顯低于實(shí)施例1制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑，說(shuō)明步驟(1)中混合液的ph值對(duì)co和ni原子均勻摻雜以及所制備光催化劑的光催化制氫效率有重要影響。

對(duì)比例3

一種co0.8ni0.2ta2o6光催化劑的制備方法，制備步驟如實(shí)施例1所述，所不同的是：步驟(1)中，滴加質(zhì)量濃度為28％的氨水調(diào)節(jié)混合液的ph值至7，其它步驟與實(shí)施例1一致。

制備過(guò)程中步驟(1)得到的混合液中出現(xiàn)白色絮狀沉淀物。

參照實(shí)施例1的光催化水分解的效果測(cè)試方法，將本對(duì)比例制備的材料進(jìn)行光催化水分解實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例制備的光催化劑的制氫速率為680.5μmol·h^-1·g^-1，明顯低于實(shí)施例1制備的co0.8ni0.2ta2o6光催化劑，說(shuō)明步驟(1)中混合液的ph值對(duì)co和ni原子均勻摻雜以及所制備光催化劑的光催化制氫效率有重要影響。