本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，涉及一種g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

bivo4又稱184黃，是一種亮黃色的無機產(chǎn)品，最先由德國巴斯夫成功研發(fā)生產(chǎn)出來，具有較小的禁帶寬度，可以直接吸收可見光并且具有可見光光催化性能，因而受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。bivo4作為一種典型的半導(dǎo)體材料，其物化性質(zhì)與其晶相結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，bivo4具有四方鋯石相、四方白鎢礦相和單斜白鎢礦相等三種晶相，單斜白鎢礦相的bivo4具有最佳的光催化性能，高活性晶面的暴露對其光催化性能有很大的影響，(040)晶面暴露良好的單斜相bivo4具有較好的光催化性能。然而(040)晶面bivo4催化劑也存在比表面積小、量子利用率低、電子和空穴復(fù)合幾率高、吸附性能差、光生載流子難以遷移等問題。因此，研究者提出可通過對(040)晶面bivo4進行改性以提高其光催化性能如：(1)貴金屬沉積，gao等在采用水熱合成法，通過改變ph值，銀元素修飾下合成了銀負載的bivo4光催化劑，研究表明：在ph＝7條件下，產(chǎn)物的光催化脫硫率可達到95％，具有良好的可見光光催化性能。(2)過渡金屬離子摻雜，lee等將12種過渡金屬摻雜bivo4，研究對比不同摻雜樣品光催化活性，結(jié)果表明w和mo摻雜的bivo4光催化活性明顯提高。chala等采用水熱法制備了fe-bivo4樣品，在可見光照射條件下，以亞甲基藍為目標(biāo)降解物的光催化實驗中，fe的摻入量為5％時，fe-bivo4光催化劑對亞甲基藍的降解率為81％。(3)稀土金屬離子摻雜，zhang等以水熱法一步合成了eu摻雜的bivo4，在可見光下降解10mg/l的mo的實驗中，90min內(nèi)mo的降解率最高可達93.6％，而純的bivo4僅能使13.4％的mo降解。(4)與半導(dǎo)體復(fù)合，wang等采用水熱法制備了具有p-n異質(zhì)結(jié)納米結(jié)構(gòu)的cu2o/bivo4，樣品在可見光照射條件下，對亞甲基藍、有機酚的降解率明顯高于純的bivo4。戈磊等以pdcl2作為摻雜原料，采用浸漬法獲得單斜型pdo/bivo4復(fù)合光催化劑，并用于可見光下降解甲基橙，結(jié)果發(fā)現(xiàn)下相較于復(fù)合前的bivo4樣品，甲基橙的降解效率大大提高。與半導(dǎo)體復(fù)合在光催化方面表現(xiàn)出極大應(yīng)用潛力。

迄今為止，g-c3n4/go/(040)晶面bivo4復(fù)合物的制備方法的工作尚未見報道，也沒有專利和文獻報道過g-c3n4/go/(040)晶面bivo4復(fù)合物的制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)及其制備方法和應(yīng)用，采用超聲法進行三相復(fù)合，工藝流程較其它化學(xué)合成法簡單，成功的合成了g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)，提高了bivo4的光催化性能。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將bi(no3)3·5h2o溶于稀hno3中，攪拌至澄清，然后加入nh4vo3，攪拌50～80min，形成前驅(qū)液a；其中bi(no3)3·5h2o與nh4vo3的摩爾比為1:1；

步驟2，將前驅(qū)液a在70～90℃下水熱反應(yīng)13～16h，制得(040)晶面bivo4沉淀，將該沉淀洗滌、干燥，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將氧化石墨烯溶于體積分數(shù)為40～60％的乙醇水溶液中，超聲分散并攪拌均勻，然后加入稀硝酸，超聲分散并攪拌均勻，再加入naoh溶液，超聲分散并攪拌均勻，得到go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為(0.23～0.7):1:1；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌40～60min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在70～90℃下水熱反應(yīng)13～16h，得到go/(040)晶面bivo4沉淀，將該沉淀洗滌、干燥，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為(3～6):1；

步驟5，將co(nh2)2從室溫升到530～580℃，煅燒2～4h，制得g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下，將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲至混合均勻，得到g-c3n4溶液；

步驟7，在攪拌條件下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體加入g-c3n4溶液中，攪拌30～60min，得到前驅(qū)液c，其中加入的go/(040)晶面bivo4粉體與g-c3n4溶液中g(shù)-c3n4的質(zhì)量比為(2～8):(8～2)；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下進行超聲反應(yīng)，將反應(yīng)生成的沉淀洗滌、干燥后即得到氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)。

所述步驟1中前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.1～0.3mol/l，稀hno3的濃度為1～3mol/l。

所述步驟2、步驟4和步驟8中的干燥是在60～80℃恒溫干燥8～10h。

所述步驟3中g(shù)o溶液中氧化石墨烯的濃度為0.01～0.03g/ml，稀硝酸和naoh溶液的濃度為2～4mol/l，稀硝酸和naoh溶液的加入速度為1～3滴/秒。

所述步驟3中每次超聲分散并攪拌均勻，均是先在40～60℃下以80～100w的功率超聲分散60～90min，再攪拌10～30min。

所述步驟5中的升溫速率為8～12℃/min；所述步驟6中g(shù)-c3n4溶液的濃度為0.01～0.04g/ml。

所述步驟8中的超聲反應(yīng)時間為1～2h，超聲功率為80～100w。

所述的氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)的制備方法制得的氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)，所述氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)中bivo4的結(jié)構(gòu)為單斜相，氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)中bivo4、go與g-c3n4三相共存，形成了異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，且bivo4、go與g-c3n4的能級相互匹配。

所述氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)光照后的電荷轉(zhuǎn)移電阻r比純(040)晶面bivo4粉體的r值減小了3.71倍，氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)在可見光照下的降解率是純(040)晶面bivo4粉體的6倍。

所述的氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)在光催化降解有機污染物方面的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)的制備方法，先通過水熱法合成(040)晶面bivo4粉體，并通過煅燒法獲得g-c3n4粉體，再通過水熱法將(040)晶面bivo4粉體與氧化石墨烯(go)復(fù)合，得到go/(040)晶面bivo4粉體，最后通過超聲法進行g(shù)-c3n4粉體和go/(040)晶面bivo4粉體的復(fù)合，合成了g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。超聲法與其它方法相比具有制備工藝簡單，價格低廉，可直接得到結(jié)晶良好的粉體，易于調(diào)控晶粒尺寸等優(yōu)點。由于bivo4和g-c3n4的能帶結(jié)構(gòu)和晶面結(jié)構(gòu)非常匹配，光生電子可以從g-c3n4的導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移至bivo4的導(dǎo)帶，而光生空穴可以從bivo4的價轉(zhuǎn)移至g-c3n4的價帶，因而有利于光生電子和空穴的有效分離和遷移，提高載流子的濃度；go作為光催化劑的載體，利用其規(guī)整的二維平面結(jié)構(gòu)可以提高催化劑的分散程度且增大了復(fù)合材料的比表面積；g-c3n4、go和(040)晶面bivo4粉體三者之間形成異質(zhì)結(jié)，能夠提高(040)晶面bivo4的光催化性能。

本發(fā)明制備的氮化碳/氧化石墨烯/(040)晶面釩酸鉍異質(zhì)結(jié)中，go和g-c3n4的引入并沒有改變bivo4的物相，仍為單斜相，晶體發(fā)育完整，(040)晶面暴露良好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好。復(fù)合后g-c3n4、go與(040)晶面bivo4三相共存，且三相共同生長，并保持各自的生長趨勢，三者之間具有協(xié)同作用。g-c3n4、go和(040)晶面bivo4之間形成了異質(zhì)結(jié)且相互間能級匹配，有利于光生電子和空穴的分離，有利于電子的傳導(dǎo)，有效促進光生載流子的分離效率，從而提高了光催化活性和穩(wěn)定性，使光響應(yīng)強度提高，光響應(yīng)范圍變大，光生電子-空穴對的分離率增大，光生載流子的分離率提高，從而提高(040)晶面bivo4的光催化性能。

進一步的，本發(fā)明制得的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)光照后的電荷轉(zhuǎn)移電阻r為1.71×10⁶ω，而純(040)晶面bivo4粉體的r為6.35×10⁶ω，復(fù)合后g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的電荷轉(zhuǎn)移電阻r值較純(040)晶面bivo4粉體的減小了約3.71倍，說明復(fù)合后g-c3n4、go和(040)晶面bivo4之間形成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)有效的促進了bivo4電極中光生載流子的傳輸及分離，提高了載流子的濃度。并且g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)在可見光照120min后降解率可達90％以上，而純(040)晶面bivo4粉體在可見光照120min后的降解率僅為15％，復(fù)合后g-c3n4/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的降解率較純(040)晶面bivo4粉體提高了約6倍，極大的提高了(040)晶面bivo4的光催化性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的xrd衍射圖譜；

圖2是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的拉曼圖譜；

圖3是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的交流阻抗衍圖譜；

圖4是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的光催化降解圖譜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和本發(fā)明優(yōu)選的具體實施例對本發(fā)明做進一步描述，原料均為分析純。

實施例1：

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于1mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌60min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.2mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在80℃下水熱反應(yīng)15h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在70℃恒溫干燥9h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將采用改良的hummers法制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為50％的乙醇水溶液中，50℃下以100w的功率超聲分散60min，攪拌10min，然后以1滴/秒的速度加入2mol/l的hno3，50℃下以100w的功率超聲60min，攪拌10min，再以1滴/秒的速度加入2mol/l的naoh溶液，50℃下以100w的功率超聲60min，攪拌10min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.5:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.02g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌60min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在80℃下水熱反應(yīng)15h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在70℃下干燥10h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為4:1；

步驟5，將co(nh2)2以10℃/min的升溫速率升到550℃，煅燒3h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.02g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以2:8的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌60min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散1h，超聲功率為100w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在70℃下干燥9h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

實施例2：

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于1.8mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌55min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.18mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在78℃下水熱反應(yīng)13.5h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在72℃恒溫干燥9h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為40％的乙醇水溶液中，40℃下以80w的功率超聲分散90min，攪拌15min，然后以2滴/秒的速度加入3mol/l的hno3，40℃下以80w的功率超聲90min，攪拌15min，再以2滴/秒的速度加入3mol/l的naoh溶液，40℃下以80w的功率超聲90min，攪拌15min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.23:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.01g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌560min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在78℃下水熱反應(yīng)13.5h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在72℃下干燥9h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為3:1；

步驟5，將co(nh2)2以10.5℃/min的升溫速率升到530℃，煅燒4h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.01g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以4:6的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌40min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散1.2h，超聲功率為90w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在72℃下干燥9h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

實施例3：

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于1.2mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌75min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.22mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在82℃下水熱反應(yīng)14.5h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在68℃恒溫干燥9h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為45％的乙醇水溶液中，45℃下以90w的功率超聲分散75min，攪拌20min，然后以3滴/秒的速度加入4mol/l的hno3，45℃下以90w的功率超聲75min，攪拌20min，再以3滴/秒的速度加入4mol/l的naoh溶液，45℃下以90w的功率超聲75min，攪拌20min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.7:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.03g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌40min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在82℃下水熱反應(yīng)14.5h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在68℃下干燥9h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為5:1；

步驟5，將co(nh2)2以9.5℃/min的升溫速率升到540℃，煅燒3.5h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.03g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以8:2的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌50min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散1.4h，超聲功率為95w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在68℃下干燥9h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

實施例4：

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于1.5mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌50min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.25mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在85℃下水熱反應(yīng)14h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在75℃恒溫干燥8.5h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為55％的乙醇水溶液中，55℃下以85w的功率超聲分散85min，攪拌25min，然后以1.5滴/秒的速度加入2.5mol/l的hno3，55℃下以85w的功率超聲85min，攪拌25min，再以1.5滴/秒的速度加入2.5mol/l的naoh溶液，55℃下以85w的功率超聲85min，攪拌25min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.3:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.015g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌55min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在85℃下水熱反應(yīng)14h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在75℃下干燥8.5h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為6:1；

步驟5，將co(nh2)2以8℃/min的升溫速率升到560℃，煅燒2.8h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.04g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以3:7的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌30min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散1.6h，超聲功率為85w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在75℃下干燥8.5h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

實施例5：

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于2.5mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌70min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.15mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在75℃下水熱反應(yīng)15.5h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在65℃恒溫干燥9.5h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為60％的乙醇水溶液中，60℃下以95w的功率超聲分散70min，攪拌30min，然后以2.5滴/秒的速度加入3.5mol/l的hno3，60℃下以95w的功率超聲70min，攪拌30min，再以2.5滴/秒的速度加入3.5mol/l的naoh溶液，60℃下以95w的功率超聲70min，攪拌30min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.4:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.025g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌45min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在75℃下水熱反應(yīng)15.5h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在65℃下干燥9.5h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為3.5:1；

步驟5，將co(nh2)2以9℃/min的升溫速率升到570℃，煅燒2.5h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.015g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以7:3的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌35min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散1.8h，超聲功率為80w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在60℃下干燥10h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

實施例6

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于2mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌80min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.1mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在70℃下水熱反應(yīng)16h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在60℃恒溫干燥10h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為52％的乙醇水溶液中，52℃下以100w的功率超聲分散65min，攪拌12min，然后以1.2滴/秒的速度加入2.2mol/l的hno3，52℃下以100w的功率超聲65min，攪拌12min，再以1.2滴/秒的速度加入2.2mol/l的naoh溶液，52℃下以100w的功率超聲65min，攪拌12min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.6:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.012g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌58min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在70℃下水熱反應(yīng)16h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在60℃下干燥10h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為4.5:1；

步驟5，將co(nh2)2以11℃/min的升溫速率升到580℃，煅燒2h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.025g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以5:5的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌45min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散1.5h，超聲功率為100w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在65℃下干燥9.5h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

實施例7

步驟1，將6mmolbi(no3)3·5h2o在攪拌條件下以均勻緩慢的速度溶于3mol/l的hno3溶液中，攪拌30min待溶液澄清后緩慢加入6mmolnh4vo3，攪拌65min，形成前驅(qū)液a，前驅(qū)液a中bi³⁺的濃度為0.3mol/l；

步驟2，前驅(qū)液a在90℃下水熱反應(yīng)13h后制得(040)晶面bivo4沉淀，該沉淀經(jīng)醇洗、水洗后，在80℃恒溫干燥8h，得到(040)晶面bivo4粉體；

步驟3，將制備好的氧化石墨烯(go)溶于體積分數(shù)為48％的乙醇水溶液中，48℃下以90w的功率超聲分散80min，攪拌18min，然后以1.8滴/秒的速度加入2.8mol/l的hno3，48℃下以90w的功率超聲80min，攪拌18min，再以1.8滴/秒的速度加入2.8mol/l的naoh溶液，48℃下以90w的功率超聲80min，攪拌18min，得go溶液；其中氧化石墨烯與加入的稀硝酸中hno3以及naoh溶液中naoh的摩爾比為0.45:1:1，go溶液中氧化石墨烯的濃度為0.018g/ml；

步驟4，將制備好的(040)晶面bivo4粉體加入go溶液中，攪拌48min形成前驅(qū)液b，將前驅(qū)液b在90℃下水熱反應(yīng)13h，得go/(040)晶面bivo4沉淀，將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，再在80℃下干燥8h，得到go/(040)晶面bivo4粉體；其中加入的(040)晶面bivo4粉體與go溶液中g(shù)o的質(zhì)量比為5.5:1；

步驟5，將co(nh2)2以12℃/min的升溫速率升到555℃，煅燒3.2h，制得淡黃色且呈多孔狀的g-c3n4粉體；

步驟6，在攪拌條件下將制得的g-c3n4粉體溶于去離子水中，攪拌、超聲分散至g-c3n4溶液顏色變淡，均勻為止，得到濃度為0.035g/ml的g-c3n4溶液；

步驟7，在磁力攪拌下，將制備好的go/(040)晶面bivo4粉體以6:4的質(zhì)量比緩慢加入g-c3n4溶液中，攪拌55min，得到前驅(qū)液c；

步驟8，將前驅(qū)液c在室溫下超聲分散2h，超聲功率為90w，然后將反應(yīng)生成的沉淀依次用無水乙醇和去離子水洗滌，在80℃下干燥8h，得到g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)。

圖1是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的xrd圖譜，從圖中可以看出，g-c3n4和go的加入并沒有改變bivo4的物相，bivo4仍為單斜相，在2θ＝27°左右出現(xiàn)了g-c3n4的衍射峰，但無法看到go的衍射峰。

圖2是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的拉曼圖譜，從圖中可以看出，在850cm^-1處出現(xiàn)了v-o的伸縮振動峰，在140cm-1處bi³⁺的晶格振動峰，1600cm^-1處明顯的出現(xiàn)了代表sp²雜化的g峰，g峰代表的是c原子sp²雜化的面內(nèi)伸縮振動，在1300cm^-1處代表sp³雜化的d峰幾乎觀察不到，d峰代表的是c原子晶格的缺陷，這表明成功的與go復(fù)合，且go的結(jié)晶度較好。

圖3是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的交流阻抗圖，eis中nyquist曲線的半徑大小反映了電極表面反應(yīng)速率的大小以及電極電阻的大小。半徑越大說明電極表面反應(yīng)速率越小，電荷轉(zhuǎn)移電阻越大。從圖中可知，g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)和(040)晶面bivo4每個nyquist點圓弧半徑光照前后都發(fā)生顯著的變化，光照后的曲率半徑明顯小于暗光條件的樣品。其中電荷轉(zhuǎn)移電阻(r)是主要的研究對象，從表1可知g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)光照后的r為1.71×10⁶ω，而純(040)晶面bivo4粉體的r為6.35×10⁶ω，r值減小了3.71倍，這表明g-c3n4、go和(040)晶面bivo4之間形成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)有效的促進了bivo4電極中光生載流子的傳輸及分離，提高了載流子的濃度。

表1本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的zsimpwin擬合數(shù)據(jù)

圖4是本發(fā)明制備的g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)的光催化降解羅丹明b的降解曲線圖，從圖中可知，g-c3n4/go/(040)晶面bivo4異質(zhì)結(jié)在可見光照120min后降解率可達90％以上，純(040)晶面bivo4粉體的降解率僅為15％，其降解率提高了6倍，極大的提高了(040)晶面bivo4粉體的降解率。

以上所述內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不是全部或唯一的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。