CN103386317B - 一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO及其制备方法和应用，该光催化剂是磷酸铋（BiPO4）和氧化石墨烯（GO）的复合材料，化学式为BiPO4/RGO。本发明首次将BiPO4/RGO复合材料应用于光催化分解水制氢和光催化环境污染治理领域。本发明的制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，有利于大规模推广。

Description

一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于新型材料制备和光催化环境污染治理以及光催化分解水制氢的技术领域，具体涉及一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO及其制备方法和应用。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日益严重，人类社会的可持续发展面临巨大挑战，自1972年Fujishima和Honda首次在Nature上报道TiO2可以光解水制氢以来，如何有效地利用太阳能来治理污染和开发新能源己引起世界各国的广泛关注。近年来，半导体光催化技术因在氢能源开发和环境污染治理上的重要应用前景，而受到众多领域科学工作者的广泛关注，但由于传统的TiO2基光催化剂存在量子效率低和太阳能利用率低等缺点，制约了光催化技术的实际应用，因而新型高效光催化剂的成功开发设计是利用太阳能治理环境污染和开发氢能源的关键技术之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO及其制备方法和应用，首次将BiPO4/RGO复合材料应用于光催化分解水制氢和光催化环境污染治理领域。本发明的制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，有利于大规模推广。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO是磷酸铋BiPO4和氧化石墨烯GO的复合材料，BiPO4具有单斜晶型或六方晶型，GO在制备过程中被部分还原，以还原的氧化石墨烯RGO形式存在；GO与BiPO4的理论质量百分比为0.5~10：100；所述的光催化剂的化学式是BiPO4/RGO。
制备如上所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的方法主要有以下四种：
第一种：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将GO溶液滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，再缓慢滴入磷源溶液，继续搅拌30~180分钟，将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末，粒径为10~50 nm。
第二种：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
第三种：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，滴入水合肼溶液，继续搅拌30~180分钟，将混合液在50~100℃恒温水浴5~12小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
第四种：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，将混合液紫外光照5~12小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
所述的磷源是磷酸钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠（Na2HPO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）中的一种；所述的铋源是氧化铋、硝酸铋、氯化铋、柠檬酸铋中的一种；所述的溶剂是去离子水、乙二醇、乙醇中的一种或两种的混合溶剂；所述的磷源溶液浓度为0.1~1 mol/L，所述的铋源溶液浓度为0.1~1 mol/L，所述的GO溶液浓度为1~10 mg/mL。
所述的磁力搅拌速度为400~1000 rad/min。
所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO应用于光解水制氢或光催化降解水中有机污染物。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明首次将复合光催化剂BiPO4/RGO应用于光催化领域，是一种新型的光解水制氢及降解有机污染物的光催化剂，能有效地进行光催化反应。
（2）本发明的制备方法简单易行，有利于大规模的推广。
附图说明
图1是本发明的GO质量百分数为2%的复合光催化剂BiPO4/RGO的X射线衍射（XRD）图。
图2是本发明的GO质量百分数为2%的复合光催化剂BiPO4/RGO的拉曼光谱（Raman）图。
图3是本发明的GO质量百分数为2%的复合光催化剂BiPO4/RGO的扫描电镜（SEM）图。
图4是本发明的GO质量百分数为2%的复合光催化剂BiPO4/RGO作为催化剂光光解水制氢的情况。
图5是本发明的GO质量百分数为2%的复合光催化剂BiPO4/RGO作为催化剂光催化降解水中甲基橙的情况。
具体实施方式
本发明的光催化剂是复合光催化剂BiPO4/RGO，应用于光解水制氢和光催化降解有机污染物。
该光催化剂的制备方法有水热还原法、肼还原法、光还原法，具体步骤如下：
方法一：将作为磷源的固体化合物磷酸钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠（Na2HPO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的磷源溶液；将作为铋源的固体化合物氧化铋、硝酸铋或柠檬酸铋中的一种溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的铋源溶液；将GO溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为1~10 mg/mL的GO溶液；将GO溶液滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，再缓慢滴入磷源溶液，继续搅拌30~180分钟，将混合溶液移入高压反应釜中90~180℃恒温反应12~72小时，自然冷却至室温，沉淀分别用水和乙醇洗涤离心数次（至离子浓度<10ppm），40~120℃干燥6~24小时研磨，得到灰色的复合光催化剂BiPO4/RGO粉末；其中，GO与BiPO4的质量比为0.005:1~0.1:1；搅拌是磁力搅拌，搅拌速度为400~1000 rad/min。
方法二：将作为磷源的固体化合物磷酸钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠（Na2HPO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的磷源溶液；将作为铋源的固体化合物氧化铋、硝酸铋或柠檬酸铋中的一种溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的铋源溶液；将GO溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为1~10 mg/mL的GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时研磨，得到灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末。其中，GO与BiPO4的质量比为0.005:1~0.1:1；搅拌是磁力搅拌，搅拌速度为400~1000 rad/min。
方法三：将作为磷源的固体化合物磷酸钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠（Na2HPO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的磷源溶液；将作为铋源的固体化合物氧化铋、硝酸铋或柠檬酸铋中的一种溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的铋源溶液；将GO溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为1~10 mg/mL的GO溶液；如方法二所述制备的BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，滴入水合肼溶液，继续搅拌30~180分钟，将混合液在50~100℃恒温水浴5~12小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时研磨，得到灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末；其中，GO与BiPO4的质量比为0.005:1~0.1:1；搅拌是磁力搅拌，搅拌速度为400~1000 rad/min。
方法四：将作为磷源的固体化合物磷酸钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠（Na2HPO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的磷源溶液；将作为铋源的固体化合物氧化铋、硝酸铋或柠檬酸铋中的一种溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为0.1~1 mol/L的铋源溶液；将GO溶于去离子水、乙二醇或乙醇中的一种或两种的混合溶剂中制得浓度为1~10 mg/mL的GO溶液；如方法二所述制备的BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，将混合液紫外光照5~12小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时研磨，得到灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末；GO与BiPO4的质量比为0.005:1~0.1:1；搅拌是磁力搅拌，搅拌速度为400~1000 rad/min。
实施例1：复合光催化剂BiPO4/RGO的制备
称取0.001 mol Bi(NO3)3 .5H2O固体溶于35 mL乙二醇中制得硝酸铋溶液；称取0.001 mol NaH2PO4固体溶于35 mL去离子水中制得磷酸二氢钠溶液；称取100mg GO固体加入50 mL乙二醇，超声1小时，制得氧化石墨烯乙二醇溶液；取3mLGO溶液加入硝酸铋溶液中，搅拌1小时，再缓慢滴入磷酸二氢钠溶液，继续搅拌30分钟，将混合液移入高压反应釜中，在130℃下恒温10小时，自然降温至室温，将所得沉淀离心、洗涤、60 ℃常压干燥24小时研磨，得灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末。
实施例2：复合光催化剂BiPO4/RGO的制备
（1）BiPO4的制备  称取0.005 mol Bi(NO3)3 .5H2O固体溶于35 mL去离子水中制得硝酸铋溶液；称取0.005 mol Na3PO4 .12H2O固体溶于35 mL去离子水中制得磷酸钠溶液；边搅拌边往硝酸铋溶液中滴加磷酸钠溶液，搅拌2小时，加浓硝酸调节混合溶液pH到1，将混合液移入高压反应釜中，在180℃下恒温72小时，自然降温至室温，将所得沉淀离心、洗涤、60 ℃常压干燥24小时研磨，得白色的BiPO4粉末。
（2）BiPO4/RGO的制备  称取10mg GO加入70 mL去离子水，超声1小时，制得氧化石墨烯水溶液；称取500mg BiPO4加入GO溶液中，搅拌1小时，再转移入高压反应釜中，在180℃下恒温6小时，自然降温至室温，将所得沉淀离心、洗涤、60 ℃常压干燥24小时研磨，得灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末。
（3）BiPO4/RGO的制备  称取10mg GO加入70 mL去离子水，超声1小时，制得氧化石墨烯水溶液；称取500mg BiPO4加入GO溶液中，搅拌1小时，再滴入2mL85%水合肼，在50℃恒温水浴12小时，将沉淀离心、洗涤、60 ℃常压干燥24小时研磨，得灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末。
（4）BiPO4/RGO的制备  称取10mg GO加入70 mL无水乙醇中，超声1小时，制得氧化石墨烯醇溶液；称取500mg BiPO4加入GO溶液中，搅拌1小时，在紫外灯（λ=254nm）下光照10小时，将沉淀离心、洗涤、60 ℃常压干燥24小时研磨，得灰色的BiPO4/RGO复合光催化剂粉末。
图1展示了本发明的方法二制备的复合光催化剂BiPO4/RGO、GO、RGO、及BiPO4的X射线衍射（XRD）对照图，从图中可以发现该方法制备的BiPO4样品为单斜晶相BiPO4（JCPDS: 89-0287），复合GO后，样品的晶相未发生变化，复合样品的衍射峰与单斜晶型的BiPO4相一致，未观察到对应于GO或RGO的衍射峰，这可能与复合样品中GO含量较少有关。图2展示了本发明的方法二制备的复合光催化剂BiPO4/RGO、BiPO4及GO的拉曼光谱（Raman）对照图，在BiPO4的拉曼谱中可以观察到127、166、230、280、408、554、967和1036 cm-1的拉曼位移，其中127、166、230、280 cm-1归属于Bi-O键的弯曲振动，408、554 cm-1分别归属于PO4 3-的ν2和ν4弯曲振动，967 cm-1归属于PO4 3-的ν1对称伸缩振动，1036 cm-1归属于PO4 3-的ν3反对称伸缩振动；1348和1604 cm-1的拉曼位移峰，分别归属于D带（sp3杂化碳原子）和G带（sp2杂化碳原子）；在BiPO4/RGO样品的拉曼谱中可以同时观察到PO4 3-的特征峰，以及GO的D带和G带，其中G带与复合前相比向低波数红移了11 cm-1，D带和G带的强度比（ID/IG=1.19）大于复合前GO的ID/IG（0.95），说明在水热复合过程中GO的含氧官能团被部分还原，部分sp3杂化碳原子被还原成sp2杂化碳原子。图3展示了本发明方法二制备的复合光催化剂BiPO4/RGO的扫描电镜（SEM）图，从图中可清晰的看到BiPO4/RGO复合样品中BiPO4被透明薄层的还原氧化石墨烯所包裹。
实施例3：复合光催化剂BiPO4/RGO光催化分解水制氢
光解水制氢的反应是在一个常压密封的循环体系中进行，反应器为一个体积为250 ml的圆柱形夹套反应器，中间的石英套管用于放置紫外光源，反应时通过夹套外的冷凝水维持反应温度在20°C左右。将实施例1或实施例2制得的复合光催化剂BiPO4/RGO用作光催化剂分解水制氢，称取100 mg样品于反应器中，然后加入190 mL H2O，并通过磁力搅拌器搅拌均匀。反应前整个体系先用机械泵抽真空。真空抽完全后，加入10ml的牺牲剂乙醇，打开搅拌器和气体循环泵，吸附平衡30 min后开灯。反应过程中的气相产物通过气体循环泵打入六通阀，由在线色谱检测分析。光解水产氢的情况如图4所示，从图上可以看出在开灯之后有氢气产生，并且随着光照时间的延长氢气的产量增大，当光照10小时，其产氢量约为289 μmol，平均产氢速率约为29.5 μmol·h-1，产氢效率约是未复合的BiPO4样品（约为12.5 μmol·h-1）的2.4倍，是P25(约为4.2μmol·h-1)的7倍。
实施例4：复合光催化剂BiPO4/RGO光催化降解水中有机污染物
水中有机污染物的光催化降解反应是在自制的间歇式反应装置中进行，反应器由圆柱状石英反应管和管外均匀分布的四支紫外灯管（Philips，4W，254 nm）组成，通过磁力搅拌来维持溶液中光催化剂的悬浮状态。将实施例1或实施例2制得的复合光催化剂BiPO4/RGO粉末用作光催化剂降解水中的甲基橙(MO)，在催化剂浓度是3.3 g/L，甲基橙浓度是10 ppm，紫外光（λ=254nm）照射下，每隔一定时间移取4.0 mL反应液，经离心分离后，取上层清液进行紫外-可见吸收光谱分析，根据样品特征吸收峰的吸光值来确定降解过程中其浓度变化。光催化降解甲基橙的情况如图5所示，从图中可以看出，仅有催化剂或光照时，MO的浓度没有发生明显的变化或少量分解，在光照下复合光催化剂BiPO4/RGO样品对MO的降解非常显著，光照60 min后MO的降解率达到99%，而未复合的BiPO4样品在相同条件下大约只能降解42%甲基橙。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：所述的光催化剂是磷酸铋BiPO4和氧化石墨烯GO的复合材料，BiPO4具有单斜晶型或六方晶型，GO在制备过程中被部分还原，以还原的氧化石墨烯RGO形式存在；GO与BiPO4的理论质量百分比为0.5~10：100；所述的光催化剂的化学式是BiPO4/RGO；所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO应用于光解水制氢。
2.根据权利要求1所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将GO溶液滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，再缓慢滴入磷源溶液，继续搅拌30~180分钟，将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
3.根据权利要求1所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
4.根据权利要求1所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，滴入水合肼溶液，继续搅拌30~180分钟，将混合液在50~100℃恒温水浴5~12小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
5.根据权利要求1所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：将作为磷源的磷酸盐固体溶于溶剂中制得磷源溶液；将作为铋源的化合物固体溶于溶剂中制得铋源溶液；将氧化石墨烯GO分散于溶剂中制得GO溶液；在磁力搅拌下，将磷源溶液缓慢滴加到铋源溶液中，搅拌30~180分钟，加浓硝酸调节溶液pH值，再将混合液移入高压反应釜中90~180℃恒温12~72小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到白色的BiPO4粉末；将BiPO4粉末分散在GO溶液中，搅拌30~180分钟，将混合液紫外光照5~12小时，所得沉淀用水和乙醇离心洗涤，至离子浓度<10ppm，40~120℃干燥6~24小时后研磨，得到灰色的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO粉末。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：所述的磷源是磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的一种；所述的铋源是氧化铋、硝酸铋、氯化铋、柠檬酸铋中的一种；所述的溶剂是去离子水、乙二醇、乙醇中的一种或两种的混合溶剂；所述的磷源溶液浓度为0.1~1 mol/L，所述的铋源溶液浓度为0.1~1 mol/L，所述的GO溶液浓度为1~10 mg/mL。
7.根据权利要求2、3、4或5所述的磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂BiPO4/RGO的应用，其特征在于：所述的磁力搅拌速度为400~1000 rad/min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103586055A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 中国科学院福建物质结构研究所 磷酸铋化合物作为光解水制氢催化剂的应用
CN103896236A (zh) * 2014-03-24 2014-07-02 上海大学 一种磷酸铋纳米颗粒光催化材料的制备方法
CN104148099B (zh) * 2014-07-21 2016-06-08 河南师范大学 一种MoS2-BiPO4复合光催化剂的制备方法
CN104353472B (zh) * 2014-11-26 2016-08-17 安徽工业大学 一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用
CN104646042B (zh) * 2015-03-05 2015-10-28 吉首大学 Pt@BiPO4/GR高效可见光催化复合纳米纤维及其制备方法
CN107597155B (zh) * 2017-09-27 2020-04-28 大连民族大学 一种一锅法合成具有可见光响应的光催化剂BiPO4/WO3纳米片的制备方法
CN109638268B (zh) * 2018-12-26 2020-11-13 泰州新滨江环保科技有限公司 一种磷酸铋/磷酸铈复合锂电池正极材料及制备方法
CN112110431A (zh) * 2019-06-19 2020-12-22 清华大学 一种石墨烯-磷酸铋气凝胶及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3790189B2 (ja) * 2002-06-21 2006-06-28 独立行政法人科学技術振興機構 可視光応答性ＢｉＶＯ４微粉末の新規合成法、該ＢｉＶＯ４微粉末からなる光触媒および該光触媒を用いた浄化方法
CN102872888A (zh) * 2012-09-27 2013-01-16 清华大学 一种BiPO4纳米棒及其制备方法与应用
CN103111315A (zh) * 2013-03-15 2013-05-22 南开大学 一种不同结构磷酸铋（BiPO4）光催化剂的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3790189B2 (ja) * 2002-06-21 2006-06-28 独立行政法人科学技術振興機構 可視光応答性ＢｉＶＯ４微粉末の新規合成法、該ＢｉＶＯ４微粉末からなる光触媒および該光触媒を用いた浄化方法
CN102872888A (zh) * 2012-09-27 2013-01-16 清华大学 一种BiPO4纳米棒及其制备方法与应用
CN103111315A (zh) * 2013-03-15 2013-05-22 南开大学 一种不同结构磷酸铋（BiPO4）光催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RGO-BiVO4复合材料的制备及其模拟太阳光光催化性能的研究;韦永阁 等;《人工晶体学报》;20130630;第42卷(第6期);第1193页第2.2节 *
Synthesis of graphene oxide-BiPO4 composites with enhanced photocatalytic properties;Hongwei Lv et al.;《Applied Surface Science》;20130726;第284卷;第311页左栏第2段、Fig.3，第312页Fig.8，第313页左栏4. Conclusions部分 *

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