可见光响应纳米Bi₃NbO₇光催化剂的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及Bi3NbO7的制备方法以及Bi3NbO7的应用。其制备方法是以Nb2O5为原料，通过水热方法获得水溶性的草酸铌水溶液；将硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)加入柠檬酸溶液，再加入EDTA与浓氨水的混合溶液，形成铋的水溶液；再根据配比的组成将草酸铌水溶液加入铋的水溶液中，60～80℃加热搅拌，即获得Bi3NbO7光催化剂的前驱体溶液，经聚酯化、灼烧去碳，然后在450～750℃焙烧获得纳米Bi3NbO7光催化剂。本发明获得的纳米Bi3NbO7光催化剂的活性比传统固相法高得多；该方法具有合成温度较低、操作简便的特点。

主权项

可见光响应纳米Bi3NbO7光催化剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)按Nb2O5与KOH溶液的配比为1～3g∶60～80ml，选取Nb2O5和KOH溶液，备用；其中KOH溶液的浓度为2～4mol/L；将Nb2O5放入到KOH溶液中，在160～200℃环境下的反应釜中密封加热形成无色透明的溶液，在搅拌条件下，滴加盐酸，将溶液pH调至4～6，使溶液中的铌完全以铌酸(Nb2O5·nH2O)的形式沉淀出来，得沉淀物；用去离子水冲洗去除沉淀物上吸附的残余的钾离子，得到铌酸沉淀物；2)将得到的铌酸沉淀物加入草酸，在60～80℃加热条件下不断搅拌，即得到水溶性的草酸铌水溶液；其中铌酸沉淀物与草酸的质量配比为1∶10～25；3)按草酸铌水溶液中的铌与五水硝酸铋的摩尔比为1∶3，选取草酸铌水溶液和五水硝酸铋，备用；按五水硝酸铋中的Bi与柠檬酸的摩尔比为1∶4～1∶6，选取柠檬酸；按五水硝酸铋中的Bi与螯合剂乙二胺四乙酸的摩尔比为1∶2～1∶5，选取螯合剂乙二胺四乙酸，备用；按螯合剂乙二胺四乙酸与氨水的配比为23～27g∶100ml，选取氨水；将五水硝酸铋加入到0.4～0.6mol/L的柠檬酸溶液中在60～80℃下搅拌，加入螯合剂乙二胺四乙酸与氨水的混合溶液，直至五水硝酸铋完全溶解形成无色透明的铋的溶液；将草酸铌水溶液加入到铋的溶液中，在60～80℃加热搅拌2～4小时，得到粘性的、多泡的黑色树脂；然后加热至100～200℃胶化2～4小时，得到胶体聚合物；4)将上述胶体聚合物于300～450℃灼烧2～4h，即得到Bi3NbO7光催化剂的前驱体；将Bi3NbO7光催化剂的前驱体研磨后，在450～750℃灼烧4～6h，得可见光响应纳米Bi3NbO7光催化剂。