CN106140158A - 一种Ag‑TiO2//BiVO4三元光催化剂的制备方法 - Google Patents
一种Ag‑TiO2//BiVO4三元光催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106140158A CN106140158A CN201610565771.4A CN201610565771A CN106140158A CN 106140158 A CN106140158 A CN 106140158A CN 201610565771 A CN201610565771 A CN 201610565771A CN 106140158 A CN106140158 A CN 106140158A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bivo
- tio
- preparation
- photocatalyst
- ternary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 43
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229910002915 BiVO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 81
- 229910021649 silver-doped titanium dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 8
- 229910003206 NH4VO3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 239000013521 mastic Substances 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910000380 bismuth sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- BEQZMQXCOWIHRY-UHFFFAOYSA-H dibismuth;trisulfate Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BEQZMQXCOWIHRY-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 241000543354 Sideroxylon foetidissimum subsp. foetidissimum Species 0.000 description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 229910000474 mercury oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- UKWHYYKOEPRTIC-UHFFFAOYSA-N mercury(ii) oxide Chemical compound [Hg]=O UKWHYYKOEPRTIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- -1 bismuthino Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/648—Vanadium, niobium or tantalum or polonium
- B01J23/6482—Vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
- C01B2203/0277—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a catalytic decomposition step
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种Ag‑TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：一、配制Ag‑TiO2溶胶；二、加入钒酸铋(BiVO4)；三、干燥；四、焙烧。本发明制备的Ag‑TiO2/BiVO4纳米光催化剂主要用作光催化分解水产氢催化剂，具有很好的光催化产氢活性和稳定性；Ag‑TiO2/BiVO4三元光催化剂中Ag‑TiO2复合体起到了捕获和催化还原光生电子的双功能作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化剂的制备方法，具体涉及一种Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法。
背景技术
现代社会的高速发展使得能源快速消耗的同时也带来了严重的环境污染和温室效应。通过光催化分解水反应将太阳能转化为清洁的氢能，是解决上述问题的理想途径。
在过去的几十年里，人们一直试图寻找一种高效、廉价且稳定的光催化剂，用于光解水制氢，在众多的光催化剂中，BiVO4以其来源广泛，化学性质稳定，无毒等优点，得到人们的青睐。但是BiVO4的导带能级位置较低(～0eV vs SHE),这使得它在可见光照射下的电子-空穴对不能有效的分离或复合几率较高而通常表现出差的光催化分解水产氢活性。为了解决这一问题，目前常用的方法是掺杂一些元素，比如Mo，W等以此来提高BiVO4的导带位置。但是这种方法存在如结晶度下降，形成新的复合中心等弊端。
此外，构筑异质结复合体系也是提高其光生电荷分离效率的有效方法。如WO3/BiVO4,V2O5/BiVO4，CuWO4/BiVO4异质结体系均可以延长光生载流子寿命进而提高光生电荷分离效率。目前报道的主流方法是，用一种导带低于BiVO4的半导体去与其复合。在可见光的照射下，光生电子从BiVO4转移到另一种半导体上从而延长光生载流子的寿命。但是BiVO4的导带已经足够低，尽管电子可以有效的转移，但能量的降低还是无法使产氢活性得到进一步的提高。
发明内容
本发明是要解决现有技术制备异质结复合体系存在光生电荷分离效率差，光生载流子在体相中复合几率较高的问题，而提供一种Ag-TiO2作为电子捕获体的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂制备方法。
一种Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备BiVO4：将Bi(NO3)3‘5H2O溶于HNO3中，再依次加入PEG和NH4VO3，用氨水调节pH至7。将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min。将黄色沉淀在转速为3000r/min～4000r/min条件下离心，用去离子水和无水乙醇洗涤各两次，将得到的黄色膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干4～8h；
二、Ag-TiO2溶胶的制备：将AgNO3放入无水乙醇，水，硝酸的混合溶液中搅拌30min，记为溶液A。将钛酸四丁酯和无水乙醇在室温下搅拌30min，记为溶液B。将B以3～4滴每秒的速度加入A中，搅拌30～60min；
三、将BiVO4放入Ag-TiO2溶胶中，搅拌1～2小时，蒸干；四、焙烧：将步骤三得到的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体在马弗炉中空气下400～500℃烧结2h，即得到Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体；步骤二中所述的加入的银源的物质的量与二氧化钛的物质的量比为(1～7)：100。
其中，在本发明中步骤一中的铋源选自硝酸铋、氯化铋、硫酸铋中的一种或几种的组合。
其中，在本发明中步骤二中的银源为硝酸银。
其中，在本发明中步骤二中的银源的物质的量与加入的二氧化钛的物质的量比为(1～7)：100，优选为最佳活性样品。
其中，在本发明中步骤四中焙烧温度为300-800℃，优选为400-450℃。
其中，在本发明中步骤四中烧结时间为1-10h，优选为2～4h。
其中，在本发明中PEG为PEG1000-PEG4000。
本发明另一个方面提供了根据上述的制备方法制备得到的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂。
本发明再一个方面提供了上述的制备方法制备得到的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂作为催化产氢催化剂的用途。
本发明的优点：
一、本发明制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米光催化剂与现有的铋基光催化剂材料相比，具有更高的光催化产氢活性；
二、本发明制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米光催化剂具有很好的稳定性；
三、本发明制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米光催化剂适合于用作光催化分解水产氢催化剂。
附图说明
图1为实施例3制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂的X射线衍射图；
图2为实施例3制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂紫外可见漫反射图；
图3为实施例3制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂X射线光电子能谱图。
图4为实施例1制备的Ag/BiVO4纳米复合体光催化剂的X射线衍射图；
图5为实施例2制备的TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂的X射线衍射图；
图6为Ag/BiVO4纳米复合体，TiO2/BiVO4纳米复合体，Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体的可见光催化产氢数据。
图7为实施例3制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂的透射电子显微镜图；
图8为实施例3制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂的稳定性测试图。
图9为本发明的原理图。
具体实施方式
采用下述试验验证本发明的效果：
实施例1：Ag/BiVO4纳米复合光催化剂的制备方法包括以下步骤：
一、BiVO4的制备：将Bi(NO3)3·5H2O溶于HNO3中，再依次加入PEG2000和NH4VO3，用氨水调节pH至7。将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min。将黄色沉淀在转速为3000r/min～4000r/min条件下离心，用去离子水和无水乙醇洗涤各两次，将得到的黄色膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干4～8h；
二、将Ag源放入无水乙醇溶液中搅拌30～60min，加入步骤一中制备的钒酸铋，并于紫外灯下照射。
三、蒸干。
四、焙烧。即得到Ag/BiVO4纳米复合体；步骤二中所述的加入的银源的物质的量与钒酸铋的物质的量比为7：100。
采用X射线衍射仪检测本试验制备的Ag/BiVO4纳米复合体光催化剂，检测结果如图4所示，由图4可知，Ag的引入并未改变钒酸铋的晶相。
实施例2：TiO2/BiVO4纳米复合光催化剂的制备方法制备方法：
一、BiVO4的制备：将Bi(NO3)3·5H2O溶于HNO3中，再依次加入PEG2000和NH4VO3，用氨水调节pH至7。将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min。将黄色沉淀在转速为3000r/min～4000r/min条件下离心，用去离子水和无水乙醇洗涤各两次，将得到的黄色膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干4～8h；
二、TiO2溶胶的制备：将无水乙醇，水，硝酸混合搅拌30min，记为溶液A。将钛酸四丁酯和无水乙醇在室温下搅拌30min，记为溶液B。将B以3～4滴每秒的速度加入A中，搅拌30～60min；
三、将步骤一制备的BiVO4放入步骤二制备的TiO2溶胶中，搅拌1～2h；
四、蒸干；
五、焙烧。即得到TiO2/BiVO4纳米复合体。加入的BiVO4的物质的量与TiO2的物质的量的比为100:5。
采用X射线衍射仪检测本试验制备的TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂，检测结果如图5所示，由图5可知，TiO2的引入并未改变钒酸铋的晶相。
实施例3：Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法制备方法：
一、BiVO4的制备：将硝酸铋溶于HNO3中，再依次加入PEG2000和NH4VO3，用氨水调节pH至7；将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min；产生沉淀，将沉淀(在转速为3000r/min～4000r/min条件下)离心，用去离子水和无水乙醇洗涤各两次，将得到的膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干4～8h；
二、Ag-TiO2溶胶的制备：将硝酸银放入无水乙醇，水和硝酸的混合溶液中搅拌30min，得到溶液A；将钛酸四丁酯和无水乙醇在室温下搅拌30min，得到溶液B；将溶液B以3～4滴每秒的速度加入溶液A中，搅拌30～60min；
三、Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体的制备：将步骤一所得BiVO4加入到步骤二所得Ag-TiO2溶胶中，搅拌1～2小时，蒸干；
四、焙烧：将步骤三得到的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体在马弗炉中，空气下烧结1-10h，即得到Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体。
实施例4：Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法制备方法：
一、BiVO4的制备：将氯化铋溶于HNO3中，再依次加入PEG2000和NH4VO3，用氨水调节pH至7；将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min；产生沉淀，将沉淀(在转速为3000r/min～4000r/min条件下)离心，用去离子水和无水乙醇洗涤各两次，将得到的膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干4～8h；
二、Ag-TiO2溶胶的制备：将硝酸银放入无水乙醇，水和硝酸的混合溶液中搅拌30min，得到溶液A；将钛酸四丁酯和无水乙醇在室温下搅拌30min，得到溶液B；将溶液B以3～4滴每秒的速度加入溶液A中，搅拌30～60min；
三、Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体的制备：将步骤一所得BiVO4加入到步骤二所得Ag-TiO2溶胶中，搅拌1～2小时，蒸干；
四、焙烧：将步骤三得到的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体在马弗炉中，空气下烧结1-10h，即得到Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体。
实施例5：Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法制备方法：
一、BiVO4的制备：将硫酸铋溶于HNO3中，再依次加入PEG2000和NH4VO3，用氨水调节pH至7；将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min；产生沉淀，将沉淀(在转速为3000r/min～4000r/min条件下)离心，用去离子水和无水乙醇洗涤各两次，将得到的膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干4～8h；
二、Ag-TiO2溶胶的制备：将硝酸银放入无水乙醇，水和硝酸的混合溶液中搅拌30min，得到溶液A；将钛酸四丁酯和无水乙醇在室温下搅拌30min，得到溶液B；将溶液B以3～4滴每秒的速度加入溶液A中，搅拌30～60min；
三、Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体的制备：将步骤一所得BiVO4加入到步骤二所得Ag-TiO2溶胶中，搅拌1～2小时，蒸干；
四、焙烧：将步骤三得到的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体在马弗炉中，空气下烧结1-10h，即得到Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体。
采用X射线衍射仪检测本试验制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂，检测结果如图1所示，由图1可知，Ag的引入并未改变钒酸铋的晶相。
采用紫外可见漫反射光谱检测本试验制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂，检测结果如图2所示，由图2可知，Ag的引入并未改变钒酸铋的光学吸收。
采用X射线光电子能谱检测本试验制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂，检测结果如图3所示，由图3可知，Ag的引入并未改变钒酸铋中各元素的价态。
图6为制备的Ag/BiVO4纳米复合体，TiO2/BiVO4纳米复合体，Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体的可见光催化产氢数据。从数据中可以看出，Ag/BiVO4纳米复合体，TiO2/BiVO4纳米复合体均无可见光催化产氢活性。而Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体的可见光催化活性大幅提高。说明本发明制备的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂中Ag-TiO2复合体起到了捕获和催化还原光生电子的双功能作用。
图7为本试验制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂的透射电子显微镜图。从图中可以看出，Ag,TiO2,BiVO4形成了紧密的三元异质结。
图8为本试验制备的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体光催化剂的稳定性测试图。
Claims (8)
1.一种Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
一、BiVO4的制备：将铋源溶于HNO3中，再依次加入PEG和NH4VO3，用氨水调节pH至7；将混合物在室温下搅拌一小时，超声30～60min；产生沉淀，将沉淀(在转速为3000r/min～4000r/min条件下)离心，用去离子水和无水乙醇洗涤(各两次)，将得到的膏体放入真空干燥箱中，在60～80℃条件下烘干(4～8h)；
二、Ag-TiO2溶胶的制备：将银源放入无水乙醇，水和硝酸的混合溶液中搅拌30min，得到溶液A；将钛酸四丁酯和无水乙醇在室温下搅拌30min，得到溶液B；将溶液B以3～4滴每秒的速度加入溶液A中，搅拌30～60min；
三、Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体的制备：将步骤一所得BiVO4加入到步骤二所得Ag-TiO2溶胶中，搅拌1～2小时，蒸干；
四、焙烧：将步骤三得到的Ag-TiO2/BiVO4纳米复合前驱体在马弗炉中，空气下烧结1-10h，即得到Ag-TiO2/BiVO4纳米复合体。
2.根据权利要求1所述的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中的铋源选自硝酸铋、氯化铋、硫酸铋中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中的银源为硝酸银。
4.根据权利要求1所述的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中的银源的物质的量与加入的二氧化钛的物质的量比为(1～7)：100。
5.根据权利要求1所述的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中焙烧温度为300-800℃，优选为400-450℃。
6.根据权利要求1所述的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中烧结时间为1-10h，优选为2～4h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂。
8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的Ag-TiO2/BiVO4三元光催化剂作为催化产氢催化剂的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610565771.4A CN106140158A (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种Ag‑TiO2//BiVO4三元光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610565771.4A CN106140158A (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种Ag‑TiO2//BiVO4三元光催化剂的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106140158A true CN106140158A (zh) | 2016-11-23 |
Family
ID=58059559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610565771.4A Pending CN106140158A (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种Ag‑TiO2//BiVO4三元光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106140158A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106800375A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-06 | 厦门大学 | TiO2修饰多巴胺抗菌涂层的制备方法 |
| CN109939744A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-06-28 | 黑龙江大学 | 一种超薄二维金属酞菁/钒酸铋复合光催化剂的制备方法及应用 |
| CN110152662A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-23 | 陕西科技大学 | 一种Ag-Bi2SiO5/Bi12SiO20双异质可见光光催化剂的制备方法 |
| US11505870B2 (en) | 2018-07-20 | 2022-11-22 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Efficient method for plasmon-aided solar water-splitting using (BiVO4)x—(TiO2)1-x ternary nanocomposites |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102580721A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-07-18 | 陕西科技大学 | 微波水热制备TiO2/BiVO4复合光催化剂的方法 |
| CN105233816A (zh) * | 2014-07-08 | 2016-01-13 | 冯冠华 | 一种二氧化钛/钒酸铋多相复合异质结纳米光催化材料的制备方法 |
-
2016
- 2016-07-18 CN CN201610565771.4A patent/CN106140158A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102580721A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-07-18 | 陕西科技大学 | 微波水热制备TiO2/BiVO4复合光催化剂的方法 |
| CN105233816A (zh) * | 2014-07-08 | 2016-01-13 | 冯冠华 | 一种二氧化钛/钒酸铋多相复合异质结纳米光催化材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JI BIAN ET AL: "Accepting Excited High-Energy-Level Electrons and Catalyzing H2 Evolution of Dual-Functional Ag-TiO2 Modifier for Promoting Visible-Light Photocatalytic Activities of Nanosized Oxides", 《J. PHYS. CHEM. C》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106800375A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-06 | 厦门大学 | TiO2修饰多巴胺抗菌涂层的制备方法 |
| US11505870B2 (en) | 2018-07-20 | 2022-11-22 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Efficient method for plasmon-aided solar water-splitting using (BiVO4)x—(TiO2)1-x ternary nanocomposites |
| CN109939744A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-06-28 | 黑龙江大学 | 一种超薄二维金属酞菁/钒酸铋复合光催化剂的制备方法及应用 |
| CN109939744B (zh) * | 2019-04-16 | 2021-08-17 | 黑龙江大学 | 一种超薄二维金属酞菁/钒酸铋复合光催化剂的制备方法及应用 |
| CN110152662A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-23 | 陕西科技大学 | 一种Ag-Bi2SiO5/Bi12SiO20双异质可见光光催化剂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105214656B (zh) | 金纳米团簇‑金纳米粒子‑二氧化钛复合光催化剂及应用 | |
| CN106914236B (zh) | 高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO2溶胶 | |
| CN108698019A (zh) | 用于分解空气污染物的光催化复合材料 | |
| CN105642299A (zh) | 一种镍掺杂的铁酸镧/粘土纳米结构复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN106140158A (zh) | 一种Ag‑TiO2//BiVO4三元光催化剂的制备方法 | |
| CN104959160B (zh) | 一种Mo2N/CdS复合光催化剂及其制备和应用 | |
| CN103285861B (zh) | 一种具有可见光活性的Ag3VO4/TiO2复合纳米线其制备方法及应用 | |
| CN107723777B (zh) | 电沉积二硫化钼量子点修饰二氧化钛纳米管阵列的制备方法 | |
| CN103480353A (zh) | 一种用水热法合成碳量子点溶液制备复合纳米光催化剂的方法 | |
| CN105905940B (zh) | 一种钛酸镍/二氧化钛复合纳米材料的制备方法 | |
| CN104525168B (zh) | 一种以一步水热法合成用于光解水制氢的锐钛矿/板钛矿纳米复合材料的方法 | |
| CN107282077A (zh) | 一种光催化固氮催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN101422725A (zh) | 一种可见光响应的氮掺杂二氧化钛纳米管的制备方法及其应用 | |
| CN107381632B (zh) | 一种三维花状二氧化钛纳米材料的制备方法 | |
| CN105771948A (zh) | 具有高光催化制氢性能的双壳二氧化钛催化剂及其制备方法 | |
| CN107376957B (zh) | 红磷包覆二氧化钛纳米纤维光催化材料的制备方法及应用 | |
| CN107486199A (zh) | 一种三氧化二铋‑钨酸铋异质结光催化剂及其制备方法 | |
| CN105771953B (zh) | 一种钛酸锌/二氧化钛复合纳米材料的制备方法 | |
| CN107126945A (zh) | 一种TiO2混晶纳米棒组装体光催化剂及其制备方法 | |
| CN101966450A (zh) | 一种高效复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN105817241B (zh) | 一种磷钨酸铜@二氧化钛核壳结构纳米材料的制备方法 | |
| CN104549202A (zh) | 一种锐钛矿相碳掺杂二氧化钛光催化剂的制造方法 | |
| CN104289245B (zh) | 一种具有可见光催化活性的掺杂嫁接纳米TiO2及其制备方法 | |
| CN102824905A (zh) | 氮-二氧化钛/三氧化二铋三元复合光催化材料及制备方法和用途 | |
| CN106179431B (zh) | 一种锌钛复合金属氧化物及其制备和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161123 |