CN112316936A - 一种BiVO4界面光催化剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光催化材料领域，更具体地，涉及一种BiVO4界面光催化剂、制备方法及其应用。所述光催化剂包括BiVO4基底，形成于BiVO4基底表面的配体单分子层，负载于该配体单分子层上的贵金属；其中，所述配体单分子层通过包含有给电子基团的配体与BiVO4基底表面发生缩合反应得到，所述贵金属通过与所述给电子基团配位负载于该配体单分子层上，所述BiVO4界面光催化剂为疏水性光催化剂。本发明通过对光催化剂局域配位环境和整体表/界面极性的调控，实现光催化剂反应活性位点上的电子的富集和材料表界面特性的改变。由此解决现有技术中BiVO4本身存在光量子效率低、光催化反应驱动力不足、光催化H2O2合成效率低等的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于光催化材料领域，更具体地，涉及一种BiVO4界面光催化剂、制备方法及其应用。
背景技术
1972年，Fujishima和Honda以n型半导体TiO2作为电极光电催化分解水产生H2和O2，这一研究拉开了半导体光催化研究的序幕。但是本征TiO2只具备紫外光响应，在整个太阳光谱中，紫外光区能量只有5％以下，而可见光区能量可达43％以上，因此具有可见光响应的光催化剂是目前研究的热点。
过氧化氢作为一种通用的绿色氧化剂，在许多重要工业生产(如纸浆漂白，洗涤剂，废水处理等)中有着广泛的应用。目前工业上生产H2O2的方法主要是蒽醌法，但该方法存在着工艺复杂、成本较高且污染严重等问题。光催化技术通过光生电子、氧气和质子间的相互反应来生产过氧化氢，过程绿色安全环保，是一种十分理想的方法。
BiVO4作为典型可见光响应的光催化剂，其组成元素来源广泛、化学/热稳定性能优异、无毒无害、环境友好，尤其是其独特的导价带位置，可以实现对光催化合成H2O2的特异性，因此BiVO4受到了广泛的关注。但是BiVO4本身也存在光量子效率低、催化反应驱动力不足、光催化H2O2合成效率低等问题，因此对其进行合适的改性非常必要。目前的方法主要包括离子掺杂、贵金属表面沉积、形貌调控、晶面工程、缺陷工程、界面工程等，通过这些改性手段的不断优化，BiVO4基复合材料在光催化合成H2O2方面表现出巨大的应用价值和前景，具有重要的实际意义。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种BiVO4界面光催化剂、制备方法及其应用，其目的在于通过形成于BiVO4基底表面的包含有给电子基团的配体单分子层，和负载于该配体单分子层上的贵金属，对复合材料局域配位环境和整体表/界面极性的调控，实现光催化剂反应活性位点上的电子的富集和材料表界面特性的改变。由此解决现有技术中BiVO4本身存在光量子效率低、催化反应驱动力不足、光催化H2O2合成效率低等的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种BiVO4界面光催化剂，包括BiVO4基底，形成于BiVO4基底表面的配体单分子层，负载于该配体单分子层上的贵金属；其中，所述配体单分子层通过包含有给电子基团的配体与BiVO4基底表面发生缩合反应得到，所述贵金属通过与所述给电子基团配位负载于该配体单分子层上；所述BiVO4界面光催化剂为疏水性光催化剂。
优选地，所述给电子基团包括氨基、羟基、烷氧基、酰胺基、酰氧基或烷基。
优选地，所述配体为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、氮-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3-巯丙基三甲氧基硅烷。
优选地，所述贵金属为铂、钯、铑、银或钌。
按照本发明的另一方面，提供了一种上文所述的BiVO4界面光催化剂的制备方法，所述方法包括下列步骤：
(1)将BiVO4分散于有机溶剂和水构成的混合溶液中，向所述混合溶液中加入包含有给电子基团的配体，配体与BiVO4表面发生缩合反应，离心烘干后，得到表面具有配体单分子层的BiVO4；
(2)将含贵金属的前驱体在表面具有配体单分子层的BiVO4上进行还原，使贵金属负载到配体单分子层上，得到所述BiVO4界面光催化剂。
优选地，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、正己烷、乙二醇、丙三醇或甘油，所述的混合溶液中有机溶剂和水的体积比为(1-5)：1。
优选地，所述有机溶剂为乙醇，该乙醇与水的体积比为4：1。
其中，混合溶液中有机溶液和水的不同比例会影响配体的自组装行为，进而影响BiVO4表面形成的配体单分子层的理化性质。本发明中严格控制有机溶液和水的体积比，具体表现为，该有机溶液和水的体积比不在(1-5)：1范围内时，配体在BiVO4表面形成的单分子层形貌和键合方式会发生改变，进而影响材料的表界面性质，最终对光催化剂的催化性能造成不利影响。
优选地，所述向所述混合溶液中加入包含有给电子基团的配体，使得混合溶液中配体浓度为0.1％-10％，所述配体为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、氮-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3-巯丙基三甲氧基硅烷；所述缩合反应在0℃-40℃的条件下搅拌10-50小时。
其中，本发明中还控制了混合溶液中配体浓度，与上文中有机溶液和水的体积比的控制形成协同作用，以得到性能优良的BiVO4界面光催化剂。
优选地，所述的配体为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
优选地，所述将含贵金属的前驱体在表面具有配体单分子层的BiVO4上进行还原，包括采用共沉淀法、光化学还原法、电化学还原法、还原剂还原法或微波还原法还原含贵金属的前驱体；优选地，通过光化学还原法还原含Pd前驱体，该含Pd前驱体为硝酸钯、氯化钯、乙酸钯、氯钯酸、四氯钯酸钠或氯钯酸钾；该光化学还原法中的光辐照强度为1.0mW cm-2～4W cm-2；光还原时间为30min～480min；还原温度为0℃～30℃。
优选地，所述的含Pd前驱体为氯钯酸，其浓度为0.1mmol/L-1mol/L。
优选地，在步骤(1)之前，所述方法还包括：采用高温固相合成法、化学共沉淀法、微乳液法、超声波辅助法或水热/溶剂热法制备得到BiVO4前驱体，然后将该BiVO4前驱体在350℃-550℃条件下煅烧3-5小时，得到BiVO4。
优选地，上述BiVO4前驱体的制备方法为水热法，将铋源与钒源溶于一定浓度的强酸，调节溶液pH为1-7，老化后转移至反应釜中，150℃-220℃水热反应12-24小时，水洗后烘干得到BiVO4前驱体。
优选地，所述铋源为硝酸铋，浓度为0.1-5mol/L；所述钒源为偏钒酸铵，浓度为0.1-5mol/L；所述强酸为硝酸，浓度为0.1-4mol/L。
按照本发明的另一方面，提供了一种上文所述的BiVO4界面光催化剂在光催化或光电催化方面的应用。
优选地，将所述BiVO4界面光催化剂应用于光催化产H2O2，将所述BiVO4界面光催化剂分散至纯水中，调节pH为1-7，反应温度为0℃-30℃，实现光催化产H2O2。
优选地，将所述BiVO4界面光催化剂应用于光催化产H2O2，将所述BiVO4界面光催化剂分散至纯水中，调节pH为3，反应温度为0℃，实现光催化产H2O2。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，至少能够取得下列有益效果。
(1)本发明提供的BiVO4界面光催化剂，通过在BiVO4基底表面上自组装一层配体单分子层，再将贵金属与其上配体配位，获得了一种局域配位环境和整体表/界面极性可控的可见光光催化剂，实现了光催化H2O2的高效合成。其应用于光催化H2O2合成时，其贵金属的反应活性位点附近的电子局域密度通过与其配位的配体进行富集，可以实现对O2的高效活化。提升了光催化H2O2合成效率。
(2)本发明提供的BiVO4界面光催化剂的制备方法，通过采用配体自组装形成单分子层的方法对BiVO4表面进行改性，替换及丰富其表面官能团，从而改变其表面的局域配位结构和电子分布情况；再通过还原手段将Pd配位在催化剂表面的配体上，复合材料的表面极性发生改变，呈现出超疏水/超亲氧的界面催化剂特征。
(3)本发明中的BiVO4界面光催化剂应用于光催化H2O2合成时，反应活性位点Pd附近的电子局域密度通过与其配位的配体进行富集，可实现对O2的高效活化。此外Pd的负载增强了所述光催化剂在全光谱范围内的吸收，Pd与配体修饰后的BiVO4形成的肖特基结可以有效增强光生电子和空穴的分离，加速载流子的传输，从而极大提升光催化性能。
(4)本发明中的BiVO4界面光催化剂整体表现出超疏水的特性，在光催化合成H2O2的过程中全程漂浮在水面上，相比于传统均相催化剂只能利用水中的溶解氧，所述界面光催化剂可以直接利用空气中的氧气，这大大提高了光催化H2O2的合成速率。
(5)本发明提供的BiVO4界面光催化剂的带隙宽度为2.1eV～2.5eV，能直接吸收波长小于等于520nm的光辐射，并能够间接吸收整个可见光区域的可见光。
(6)本发明提供了一种简便的光催化剂表面基团改性的方法，将光催化剂BiVO4基底分散到配体溶液中，配体通过与BiVO4表面的羟基发生脱水缩合反应结合在光催化剂表面，且各配体之间也发生脱水缩合反应自组装形成一层配体单分子层，该方法简便易行成本低。
(7)本发明提供了一种简便的Pd均匀负载方法，通过在低温(0℃-30℃)下使用辐照强度低(1.0mW cm-2-4W cm-2)的弱光对含Pd前驱体进行光化学还原，使Pd可以均匀地分散结合在配体位点上，并且避免了较大Pd颗粒形成可能造成的H2O2分解。该制备方法所用的含Pd前驱体较少，节省了制备的成本。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Pd/A/BiVO4界面光催化剂的SEM微观形貌图；
图2为本发明实施例1中各步骤制备的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4的接触角测试图；
图3为本发明实施例1中各步骤制备的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4的UV-vis吸收光谱图；
图4为本发明实施例1中各步骤制备的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4的光致发光光谱图；
图5为本发明实施例1中各步骤制备的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4的光催化产H2O2图；
图6为本发明实施例1制备的Pd/A/BiVO4的光催化产H2O2循环实验曲线图；
图7为本发明实施例1制备的Pd/A/BiVO4的光催化长时间产H2O2实验曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种BiVO4界面光催化剂的制备方法，该方法具体包括下列步骤：
(1)制备BiVO4
将36mmol的硝酸铋与偏钒酸铵等摩尔比溶于300ml 2mol/L的硝酸，室温搅拌30分钟后滴加氨水调节溶液pH至2，再搅拌1小时，室温老化2小时。将浆料转移至反应釜中，200℃水热反应24小时，水洗烘干得到BiVO4前驱体。将得到的BiVO4前驱体放入马弗炉中，在400℃下煅烧2小时得到BiVO4。
(2)配体单分子层的制备
取0.5g通过步骤(1)得到BiVO4加入200ml的乙醇和水的混合溶液，该混合溶液中乙醇和水的体积比为4:1，超声分散30分钟，再加入配体3-氨丙基三甲氧基硅烷使其浓度达到1％，超声分散30分钟后再搅拌24小时，水洗烘干得到形成于BiVO4基底表面的配体单分子层，记为A/BiVO4。
(3)Pd的负载
将步骤(2)得到的300mg A/BiVO4加入到180ml的去离子水中，超声分散30分钟，再加入3ml浓度为10mmol/L的氯钯酸，黑暗中搅拌1小时。用辐照强度为100mW cm-2的光源在0℃的条件下还原60分钟，离心干燥后得到BiVO4界面光催化剂，记为Pd/A/BiVO4界面光催化剂。
结果与分析：
对本实施例制备的BiVO4界面光催化剂进行结果分析：以下提到的BiVO4是指实施例1步骤(1)在400℃下煅烧得到的BiVO4；A/BiVO4是指实施例1步骤(1)在400℃煅烧得到的BiVO4经步骤(2)得到的光催化剂；Pd/A/BiVO4是指实施例1步骤(1)在400℃煅烧得到的BiVO4经步骤(2)和(3)得到的BiVO4界面光催化剂。
(1)对通过本实施例1制备得到的Pd/A/BiVO4界面光催化剂进行微观形貌表征，得到SEM微观形貌图；
如图1所示，Pd/A/BiVO4界面光催化剂的主体部分是BiVO4，其表现出完整的大尺寸单晶结构，具有清晰易分辨的暴露晶面。相比于BiVO4的微米级别尺寸，在其上自组装形成的配体3-氨丙基三甲氧基硅烷单分子层因其原子层级别尺寸，不能被观察到。此外，Pd的负载浓度低，同时采用特殊的低温弱辐照光还原法，负载后的Pd以准单原子尺寸均匀配位于单分子层上，因此在图中也未观察到较大Pd纳米颗粒。
(2)对通过本实施例1中各步骤制备得到的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4进行接触角测试。
如图2所示，分别对BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4进行了接触角测试，以表征其界面亲疏水性质。BiVO4凭借其丰富的表面羟基将水滴快速浸润。对于A/BiVO4光催化剂，BiVO4与配体3-氨丙基三甲氧基硅烷反应，表面上的羟基被氨基所替代，但是氨基仍是亲水性基团，A/BiVO4光催化剂依旧表示出亲水性。对于Pd/A/BiVO4光催化剂，Pd与3-氨丙基三甲氧基硅烷上的氨基配位，Pd的亲水性远低于氨基，此时3-氨丙基三甲氧基硅烷中的疏水性硅烷长链对光催化剂表面极性起主要影响，因此水滴在其上不浸润，Pd/A/BiVO4表现出超疏水界面催化剂的特点。
(3)对通过本实施例1中各步骤制备得到的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4进行紫外-可见光谱分析。
从图3的UV-vis吸收光谱图中可以看出，BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4三种光催化剂的带隙相差较小，都在2.35eV附近，说明本实施例中的改性手段不会对光催化剂的带隙产生明显影响。但是三者的光吸收强度发生了明显的变化，相比于BiVO4，A/BiVO4主要在200-470nm的范围内光吸收明显增强，而Pd/A/BiVO4在整个200-800nm的光谱范围内都显著增强，Pd/A/BiVO4表现出最佳的光吸收性能，说明本发明通过对材料的改进，增加了其光吸收能力，提高了催化剂光催化性能。
(4)对通过本实施例1中各步骤制备得到的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4进行光致发光光谱分析。
从光致发光光谱图(图4)中可以很明显的看出，BiVO4的发光强度很高，说明其光生电子和空穴复合率很高，载流子寿命较短，在光催化反应时能与底物分子发生作用的光生电子和空穴很少。在经过实施例1改性后的A/BiVO4和Pd/A/BiVO4中，A/BiVO4与BiVO4类似，仍旧表现出很高的发光强度，而Pd/A/BiVO4的发光强度则大大降低，这说明其电子和空穴的复合率很低，载流子寿命更长，更有利于高效光催化反应的进行。
(5)对通过本实施例1中各步骤制备得到的BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4的光催化产H2O2性能进行分析。
图5中所示的是BiVO4，A/BiVO4和Pd/A/BiVO4三种光催化剂在λ＞400nm的可见光照射下在纯水中反应1h产H2O2量的比较。反应体系为：50mL去离子水(pH＝3)加入到200mL烧杯中，再称取0.05g光催化剂，黑暗条件下搅拌1小时后，用带有λ＞400nm滤光片的300W氙灯照射反应1小时，每隔20分钟取样检测过氧化氢浓度。从图5中可以很明显看出，BiVO4和A/BiVO4产H2O2量很低，只有10μmol/L左右，而经过Pd改性之后的Pd/A/BiVO4界面催化剂在1h内H2O2的浓度达到了400μmol/L以上，并且反应在未通氧气的大气压条件下进行，说明Pd/A/BiVO4界面催化剂在光催化产H2O2方面有了极大程度的提升。
(6)对通过本实施例1制备得到的Pd/A/BiVO4的进行光催化产H2O2循环实验。
图6中所示的是Pd/A/BiVO4界面光催化剂在可见光照射下产H2O2的循环实验曲线图。反应体系为：50mL去离子水(pH＝3)加入到200mL烧杯中，再称取0.05g光催化剂，黑暗条件下搅拌1小时后，用带有λ＞400nm滤光片的300W氙灯照射反应1小时，每隔20分钟取样检测过氧化氢浓度。一次反应结束后，离心水洗烘干光催化剂，用于下一次循环反应中，共进行了5次循环实验。从图6中可以很明显看出，Pd/A/BiVO4界面光催化剂保持着相当的循环稳定性，完成5次循环后，1h光催化H2O2产量只有约12％的衰减，而且衰减主要集中在前三次循环中，最后两次循环实验中光催化H2O2产量基本上保持不变，这说明Pd/A/BiVO4界面光催化剂具有良好的循环稳定性，不易失活。
(7)对通过本实施例1制备得到的Pd/A/BiVO4的光催化长时间产H2O2进行实验。
图7中所示的是Pd/A/BiVO4界面光催化剂在可见光照射下长时间产H2O2的曲线图。反应体系为：50mL去离子水(pH＝3)加入到200mL烧杯中，再称取0.05g光催化剂，黑暗条件下搅拌1小时后，用带有λ＞400nm滤光片的300W氙灯照射反应4小时，第一个小时内每隔20分钟取样，之后每隔30分钟取样检测过氧化氢浓度。从图7中可以很明显看出，Pd/A/BiVO4界面光催化剂保持着相当的持久稳定性，在4个小时的光催化过程中催化剂一直维持着相当的活性，H2O2产率几乎没有衰减，这说明Pd/A/BiVO4界面光催化剂具有良好的持久稳定性，不易失活。
通过上述分析可知，本实施例的方法制备的Pd/A/BiVO4界面光催化剂具有很强的光催化活性，在可见光照射下能够高效生成H2O2。
实施例2
本实施例提供一种BiVO4界面光催化剂的制备方法，该方法具体包括下列步骤：
(1)制备BiVO4
将10mmol的硝酸铋与偏钒酸铵等摩尔比溶于60ml 2mol/L的硝酸，40℃下搅拌60分钟后滴加氨水调节溶液pH至2.5，再搅拌2小时，室温老化2小时。将浆料转移至反应釜中，200℃水热反应12小时，水洗烘干得到BiVO4前驱体。将得到的BiVO4前驱体放入马弗炉中，在450℃下煅烧2小时得到BiVO4。
(2)配体单分子层的制备
取0.5g通过步骤(1)得到BiVO4加入200ml的乙醇和水的混合溶液(乙醇和水的体积比为1:1)中，超声分散30分钟，再加入配体3-氨丙基三甲氧基硅烷使其浓度达到0.5％，超声分散30分钟后再搅拌48小时，水洗烘干得到形成于BiVO4基底表面的配体单分子层，记为A1/BiVO4。
(3)Pd的负载
将步骤(2)得到的100mg A1/BiVO4加入到100ml的去离子水中，超声分散30分钟，再加入1ml浓度为10mmol/L的氯钯酸，黑暗中搅拌0.5小时。用辐照强度为20mW cm-2的光源在5℃的条件下还原5小时，离心干燥后得到Pd/A1/BiVO4界面光催化剂。
实施例3
本实施例提供一种BiVO4界面光催化剂的制备方法，该方法具体包括下列步骤：
(1)制备BiVO4
将12mmol的硝酸铋与偏钒酸铵等摩尔比溶于60ml 2mol/L的硝酸，室温下搅拌60分钟后滴加氨水调节溶液pH至7，再搅拌1小时，室温老化2小时。将浆料转移至反应釜中，180℃水热反应24小时，水洗烘干得到BiVO4前驱体。将得到的BiVO4前驱体放入马弗炉中，在400℃下煅烧4小时得到BiVO4。
(2)配体单分子层的制备
取0.5g通过步骤(1)得到BiVO4加入200ml的乙醇和水的混合溶液(乙醇和水的体积比为3:1)中，超声分散30分钟，再加入配体3-氨丙基三甲氧基硅烷使其浓度达到1.5％，超声分散30分钟后再搅拌12小时，水洗烘干得到形成于BiVO4基底表面的配体单分子层，记为A2/BiVO4。
(3)Pd的负载
将步骤(2)得到的200mg A2/BiVO4加入到120ml的去离子水中，超声分散30分钟，再加入2ml浓度为10mmol/L的氯钯酸，黑暗中搅拌1小时。用辐照强度为10mW cm-2的光源在0℃的条件下还原8小时，离心干燥后得到Pd/A2/BiVO4界面光催化剂。
实施例4-9
本实施例4-提供的BiVO4界面光催化剂的制备方法与实施1中的制备方法相同，不同之处如表1所示。
表1实施例4-9提供的BiVO4界面光催化剂的制备方法中参数
通过本发明实施例4-9制备得到的BiVO4界面光催化剂均具有超疏水性能，均具有很强的光催化活性，在可见光照射下能够高效生成H2O2。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种BiVO4界面光催化剂，其特征在于，包括BiVO4基底，形成于BiVO4基底表面的配体单分子层，负载于该配体单分子层上的贵金属；
其中，所述配体单分子层通过包含有给电子基团的配体与BiVO4基底表面发生缩合反应得到，所述贵金属通过与所述给电子基团配位负载于该配体单分子层上；
所述BiVO4界面光催化剂为疏水性光催化剂。
2.如权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述给电子基团包括氨基、羟基、烷氧基、酰胺基、酰氧基或烷基。
3.如权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述配体为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、氮-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3-巯丙基三甲氧基硅烷。
4.一种权利要求1-3任一项所述的BiVO4界面光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
(1)将BiVO4分散于有机溶剂和水构成的混合溶液中，向所述混合溶液中加入包含有给电子基团的配体，配体与BiVO4表面发生缩合反应，离心烘干后，得到表面具有配体单分子层的BiVO4；
(2)将含贵金属的前驱体在表面具有配体单分子层的BiVO4上进行还原，使贵金属负载到配体单分子层上，得到所述BiVO4界面光催化剂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、正己烷、乙二醇、丙三醇或甘油，所述的混合溶液中有机溶剂和水的体积比为(1-5)：1。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述混合溶液中加入包含有给电子基团的配体，使得混合溶液中配体浓度为0.1％-10％，所述配体为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、氮-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3-巯丙基三甲氧基硅烷；所述缩合反应在0℃-40℃的条件下搅拌10-50小时。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将含贵金属的前驱体在表面具有配体单分子层的BiVO4上进行还原，包括采用共沉淀法、光化学还原法、电化学还原法、还原剂还原法或微波还原法还原含贵金属的前驱体；优选地，通过光化学还原法还原含Pd前驱体，该含Pd前驱体为硝酸钯、氯化钯、乙酸钯、氯钯酸、四氯钯酸钠或氯钯酸钾；该光化学还原法中的光辐照强度为1.0mW cm-2～4W cm-2；光还原时间为30min～480min；还原温度为0℃～30℃。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之前，所述方法还包括：采用高温固相合成法、化学共沉淀法、微乳液法、超声波辅助法或水热/溶剂热法制备得到BiVO4前驱体，然后将该BiVO4前驱体在350℃-550℃条件下煅烧3-5小时，得到BiVO4。
9.权利要求1-3任一所述的BiVO4界面光催化剂在光催化或光电催化方面的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述BiVO4界面光催化剂应用于光催化产H2O2，将所述BiVO4界面光催化剂分散至纯水中，调节pH为1-7，反应温度为0℃-30℃，实现光催化产H2O2。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113620255A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-09 | 华中科技大学 | 一种光催化系统及其应用 |
| CN117482995A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-02-02 | 淮安中顺环保科技有限公司 | 原位封装金属纳米催化剂的cof基三相界面催化膜及其制备方法和应用 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101411987A (zh) * | 2007-10-17 | 2009-04-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种含金合金催化剂的制备方法 |
| CN101413212A (zh) * | 2008-11-27 | 2009-04-22 | 东华大学 | 一种光催化涂层空气自净化功能织物的制备方法 |
| CN101791548A (zh) * | 2010-04-22 | 2010-08-04 | 华中科技大学 | 一种可见光催化剂BiVO4及其制备方法 |
| WO2012130544A1 (de) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | Evonik Degussa Gmbh | Wässrige korrosionsschutzformulierung auf silanebasis |
| CN102861567A (zh) * | 2012-08-23 | 2013-01-09 | 南京大学 | 一种漂浮型BiVO4/漂珠复合光催化剂、其制备方法及应用 |
| CN104192789A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-10 | 华中科技大学 | 一种纳米/微米金膜及其制备方法 |
| CN106799238A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-06 | 南京信息工程大学 | 一种CdS基绿光上转换光催化材料及其制备方法 |
| CN107601617A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-19 | 东北师范大学 | 一种超声/光催化降解罗丹明b的方法及其装置 |
| CN108067229A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种Pd/BiVO4复合型纳米光催化剂及其制备方法和应用 |
-
2020
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101411987A (zh) * | 2007-10-17 | 2009-04-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种含金合金催化剂的制备方法 |
| CN101413212A (zh) * | 2008-11-27 | 2009-04-22 | 东华大学 | 一种光催化涂层空气自净化功能织物的制备方法 |
| CN101791548A (zh) * | 2010-04-22 | 2010-08-04 | 华中科技大学 | 一种可见光催化剂BiVO4及其制备方法 |
| WO2012130544A1 (de) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | Evonik Degussa Gmbh | Wässrige korrosionsschutzformulierung auf silanebasis |
| CN102861567A (zh) * | 2012-08-23 | 2013-01-09 | 南京大学 | 一种漂浮型BiVO4/漂珠复合光催化剂、其制备方法及应用 |
| CN104192789A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-10 | 华中科技大学 | 一种纳米/微米金膜及其制备方法 |
| CN108067229A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种Pd/BiVO4复合型纳米光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN106799238A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-06 | 南京信息工程大学 | 一种CdS基绿光上转换光催化材料及其制备方法 |
| CN107601617A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-19 | 东北师范大学 | 一种超声/光催化降解罗丹明b的方法及其装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| FUKU, KOJIRO ET AL.,: ""Photocatalytic H2O2 production from O2 under visible light irradiation over phosphate ion-coated Pd nanoparticles-supported BiVO4"", 《APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL》 * |
| 周放，: ""整体式钯/堇青石催化剂制备、表征及加氢性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
| 汪银洲: ""可见光响应石墨烯/铋基半导体复合光催化剂的制备及其性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113620255A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-09 | 华中科技大学 | 一种光催化系统及其应用 |
| CN113620255B (zh) * | 2021-08-18 | 2022-09-20 | 华中科技大学 | 一种光催化系统及其应用 |
| CN117482995A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-02-02 | 淮安中顺环保科技有限公司 | 原位封装金属纳米催化剂的cof基三相界面催化膜及其制备方法和应用 |
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