一种高活性N-F共掺杂钒酸铋可见光光催化材料的合成方法

摘要

本发明公开了一种采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备N-F共掺杂钒酸铋可见光光催化材料及其制备工艺，该方法以Bi(NO3)3·5H2O（97%），NH4VO3（98.5%）为源物质，柠檬酸（99.5%）作为螯合剂，NH4F为N和F源，氨水调节pH值，制备得到深蓝色溶胶，烘干，煅烧得到N-F共掺杂的钒酸铋光催化材料。与未经掺杂的钒酸铋相比，由于氮氟之间的协同作用，使N-F共掺杂钒酸铋晶体中具有催化活性的氧空位和V4+增多，且其带隙能变得更窄，在可见光下的光催化活性明显提高。本发明方法工艺简单、条件温和及重复性好，能广泛应用于有机污染物的光催化降解，在环境治理方面存在广泛的应用前景。

主权项

一种高活性N‑F共掺杂钒酸铋可见光光催化材料的合成方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：1）以质量百分比为97%的Bi(NO3)3·5H2O、98.5%的NH4VO3为源物质，以质量百分比为99.5%的柠檬酸作为螯合剂，按摩尔比为1:2的比例称取4.8580 g（0.01 mol）的Bi(NO3)3·5H2O和4.2028 g（0.02 mol）的一水柠檬酸（C6H8O7·H2O），将一水柠檬酸加入到预先用10 mL浓度为10%的稀硝酸溶解的50mL Bi(NO3)3·5H2O溶液中，得A液；按摩尔比为1:2的比例称取1.1698 g（0.01 mol）的NH4VO3和4.2028 g（0.02 mol）的一水柠檬酸（C6H8O7·H2O），溶于50mL沸腾的蒸馏水中，得B液；按Bi:V=1:1的摩尔比混合A液和B液，再按照NH4F与Bi3+的摩尔比为0‑15%投加0.0074g、0.0148g、0.0222g、0.0370g或0.0555g的NH4F入混合溶液，再用氨水调节pH值为6‑7，在80 ℃下持续搅拌，蒸发，最后得到深蓝色钒酸铋前躯体溶胶；2）将烘干的含有不同量的N‑F源的钒酸铋前躯体溶胶，在空气氛围条件下，在马弗炉中于350℃‑ 550℃下煅烧5h，得到N‑F共掺杂的钒酸铋光催化材料。