一种球状g-C₃N₄-Bi_1-xGd_xVO₄复合光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种球状g-C₃N₄-Bi_1-xGd_xVO₄复合光催化剂及其制备方法和应用，该方法将铋盐溶液和钒盐溶液按照Bi:V＝1:1的摩尔比混合，调节pH值后加入由C₃N₄分散在水中形成的悬浊液及Gd(NO₃)₃·6H₂O，形成前驱液，再通过微波水热反应制得目标产物。本发明通过微波水热法将g-C₃N₄与BiVO₄进行复合，并将Gd掺杂入BiVO₄中，一步快速合成了球状g-C₃N₄-Bi_1-xGd_xVO₄复合光催化剂，具有操作简单，条件温和，反应时间短等优点，制得的复合光催化剂为圆球状形貌，比表面积大，粒度分布均匀，具有较好的光催化性能，能够用于降解有机物和环境污染物。

主权项

一种球状g‑C₃N₄‑Bi_1‑xGd_xVO₄复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于水中，搅拌均匀，得铋盐溶液，将NH₄VO₃溶于热水中，加热搅拌至完全溶解，得钒盐溶液；其中铋盐溶液中Bi(NO₃)₃·5H₂O的浓度为0.4～0.6mol/L，钒盐溶液中NH₄VO₃的浓度为0.4～0.6mol/L，钒盐溶液呈透明的棕黄色，不含有沉淀；步骤2，将铋盐溶液和钒盐溶液按照Bi:V＝1:1的摩尔配比混合，搅拌均匀，得到混合液；向混合液中加入矿化剂，调节混合液的pH值为9.3～9.4，搅拌均匀，得到混合液A；步骤3，将C₃N₄粉体分散于水中，搅拌均匀，形成悬浮液；将悬浮液加入混合液A中，搅拌均匀，得混合液B，混合液B中C₃N₄与Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩尔比为(5～40):(95～60)；其中C₃N₄粉体是将三聚氰胺在空气中于550～600℃煅烧3～4小时后经研磨得到的，其细度为0.088mm以下；悬浮液中C₃N₄粉体的浓度为4.6～55.2g/L；步骤4，将Gd(NO₃)₃·6H₂O加入混合液B中，搅拌均匀，形成前驱液；前驱液中Gd(NO₃)₃·6H₂O与Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩尔比为(4～8):(96～92)；步骤5，将前驱液放入微波水热反应釜中，以300W的功率，在190～210℃下微波水热反应30～50min；反应完后自然冷却至室温，将反应生成的沉淀洗涤、干燥，得到球状g‑C₃N₄‑Bi_1‑xGd_xVO₄复合光催化剂。