本發(fā)明屬于納米材料制備的技術領域，特別涉及了Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO復合光催化劑及其制備方法。

背景技術：

光催化是解決環(huán)境污染和能源問題最有希望的技術之一。它可以利用太陽能，將絕大多數(shù)水體和空氣中的有害物質降解為水、二氧化碳等無機小分子，而且能分解水制氫，具有高效節(jié)能、清潔無毒、無二次污染和工藝簡單等優(yōu)點。

含有不同比例的鉍、鉬、氧等復合氧化物統(tǒng)稱為鉬酸鉍，根據(jù)鉍、鉬、氧比例不同，鉬酸鉍具有多種不同的組成與結構。鉬酸鉍材料是一類廣泛應用于光學、電學和催化等方面的功能材料，近年來，對于納米尺寸的鉬酸鉍的制備工藝、微觀結構、物理和化學性能的研究也逐漸成為研究人員的熱點問題，多種不同組成、結構及形貌的鉬酸鉍納米材料被研究報道，并在電化學、磁學、催化、抗菌等領域顯示出優(yōu)異的性能。鉬酸鉍具有非常優(yōu)秀的光催化劑性能。能夠分解空氣中部分對人體有害無機物質和幾乎全部有害有機物質。對凈化空氣、凈化環(huán)境起到非常重要的作用。但是，通過一般手段合成的鉬酸鉍粒徑較大，光生電荷傳輸?shù)奖砻娴木嚯x較長，而且其傳輸電荷的能力較差，因此造成了嚴重的體相電荷充足，其量子效率較低無法滿足實際應用。

這就急需一種能夠解決上述問題的鉬酸鉍的制備方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要提供一種Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO復合光催化劑，該光催化劑的比表面積增大，有利于光催化效率的提高，改變Bi₂MoO₆的形貌，提高量子效率和光催化效率，提高光生電荷的分離效率。

本發(fā)明的技術方案是：

Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO復合光催化劑是由Bi₂MoO₆、TiO₂和RGO組成，所述Bi₂MoO₆、TiO₂和RGO重量份數(shù)比為15：3：3。

本發(fā)明的有益效果是：

1.改變一般手段合成Bi₂MoO₆的形貌，以Bi₂MoO₆納米片為原料，克服粒徑大導致的弊端，從而提高量子效率和光催化效率。

2.Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO之間形成異質結，從而提高了光生電荷的分離效率。

3.RGO的引入可以有效增大光催化劑的比表面積，有利于光催化效率的提高。

4.本發(fā)明公開的Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO制備方法，簡單易行，成本較低，可重復性高。產(chǎn)物的可見光催化活性高，在復合納米材料的制備和應用領域有著廣闊的發(fā)展前景。

附圖說明

圖1為本申請所述光催化劑制備流程示意圖。

圖2為所制備樣品的XRD圖。

圖3為所制備樣品的FT-IR圖。

圖4所制備的樣品的DRS圖。

圖5a所制備復合催化劑Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO的TEM照片。

圖5b所制備復合催化劑Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO的HRTEM照片。

具體實施方式

Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO復合光催化劑是由Bi₂MoO₆、TiO₂和RGO組成，Bi₂MoO₆、TiO₂和RGO重量比為15：3：3。

復合光催化劑的制備方法：

1.Bi₂MoO₆的制備：采用水熱合成法，將1mmol鉬酸銨溶解于10mL去離子水中，將7mmol硝酸鉍溶解于5mL去離子水中，在磁力攪拌下將硝酸鉍溶液緩慢滴加到鉬酸銨溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌30min，攪拌過程中調節(jié)pH＝14。攪拌結束后再超聲分散30min。將超聲后的混合物裝入內(nèi)襯聚四氟乙烯不銹鋼反應釜中，充填度為70％，加熱到160℃并保持24h后自然冷卻到室溫。用去離子水和乙醇分別洗滌沉淀物3次后，在60℃條件下將產(chǎn)物進行干燥。

2.TiO₂的制備：將25mL異丙醇加入到5mL鈦酸丁酯溶液中，攪拌均勻后向上述混合溶液中緩慢滴入30mL HAc溶液(ω＝15％),滴加過程中劇烈攪拌，滴加完畢后，加熱條件下攪拌8h，然后加入1g聚乙二醇(PEG800)，將水熱前軀體加入內(nèi)襯聚四氟乙烯不銹鋼反應釜中，充填度約80％，230℃下水熱反應12h。得到TiO₂膠體溶液，除去有機溶液得到膠體，將膠體用馬弗爐在450℃下熱處理30min后的得到目標產(chǎn)物。

3.RGO的制備：以Hummer法制備的氧化石墨為原料，將50mg氧化石墨分散在75mL濃硫酸和25mL濃硝酸的混合液中，于100℃回流8h，然后用0.22μm孔的篩子過濾去除酸液。所得到的棕色固體分散在15mL去離子水后裝入內(nèi)襯聚四氟乙烯不銹鋼反應釜中，200℃下水熱反應24h后，所得的懸浮液經(jīng)高速離心分離后得到目標產(chǎn)物。

4.Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO的制備：將0.16g Bi₂MoO₆分散到10mL去離子水中，加入0.01g PEG800；將0.032g TiO₂和0.032g RGO分散到5mL去離子水中。將TiO₂和RGO混合懸濁液滴加到Bi₂MoO₆的懸濁液中，滴加完畢后磁力攪拌1h。離心分離，得到沉淀。將沉淀分別用去離子水和無水乙醇洗滌2次后，于真空干燥箱內(nèi)70℃烘干，即得Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO復合光催化劑。

圖2為所制備樣品的XRD圖。從圖2可知所制備的復合光催化劑中含有鉬酸鉍及二氧化鈦，由于RGO為非晶材料故沒有其對應峰。

圖3為所制備樣品的FT-IR圖。所有RGO的特征峰(1740cm^-1、1634cm^-1、1381cm^-1、1041cm^-1)都可以從Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO圖譜中可以觀察到，說明RGO的成功負載。

圖4所制備的樣品的DRS圖。純Bi₂MoO₆在小于500nm的波長范圍產(chǎn)生強吸收，TiO₂/RGO在小于400nm的波長范圍產(chǎn)生強吸收。Bi₂MoO₆/RGO較Bi₂MoO₆/TiO₂在可見光區(qū)顯示出了更強的吸收能力。Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO在可見光范圍內(nèi)展現(xiàn)出與Bi₂MoO₆/RGO相似的吸收能力，可知對可見光吸收能力的提高主要來自RGO而不是TiO₂。石墨烯提高了光催化材料對可見光的吸收能力，從而提高了太陽能的利用率。

圖5所制備復合催化劑Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO的TEM及HRTEM照片。其中圖5a為所制備的Bi₂MoO₆/TiO₂/RGO樣品的TEM照片，其形貌為片狀，并且可知TiO₂以及RGO的負載并未對Bi₂MoO₆形貌形成大的影響。圖5b中可以測量出晶體條紋距離分別為0.316和0.249nm，分別對應Bi₂MoO₆(131)和TiO₂(101)的晶面間距。