本發(fā)明涉及光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可見(jiàn)光催化劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

利用半導(dǎo)體材料的光催化反應(yīng)降解有機(jī)污染物已經(jīng)成為目前在環(huán)保領(lǐng)域，特別是污水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光催化降解有機(jī)污染物具有綠色可持續(xù)、無(wú)二次污染、能源消耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此，對(duì)于高效光催化劑，尤其是對(duì)可見(jiàn)光催化劑的研究正在吸引著越來(lái)越多的關(guān)注。截至目前，研究及使用最多的光催化劑材料主要是二氧化鈦，盡管其具有無(wú)毒、廉價(jià)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)可見(jiàn)光響應(yīng)差及利用率低、且光生電荷載流子復(fù)合率高的缺點(diǎn)嚴(yán)重地限制其在以可見(jiàn)光為主的太陽(yáng)光下的光催化活性及效率。因此，開(kāi)發(fā)新型可見(jiàn)光催化劑是提高太陽(yáng)光下光催化反應(yīng)效率、降低成本，并最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

釩酸鉍(bivo4)是一種窄帶隙半導(dǎo)體，單斜晶型的帶隙能約為2.4ev，它具有類(lèi)似于二氧化鈦的足夠正的價(jià)帶電位，這既能使其具有可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化活性，又確保其足夠強(qiáng)的氧化能力，從而實(shí)現(xiàn)在太陽(yáng)光下催化降解有機(jī)污染物的功能。雖然它具有一定的可見(jiàn)光吸收能力，但其光生電子-空穴對(duì)較易發(fā)生再?gòu)?fù)合，從而降低其光催化降解污染物的活性。為此，研究者采用多種手段對(duì)bivo4進(jìn)行改性以期增強(qiáng)其光生載流子的分離效率，目前使用較多的方法包括元素?fù)诫s、貴金屬顆粒沉積、異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體耦合等，其中金屬或非金屬元素?fù)诫s最為有效。元素?fù)诫s通過(guò)引入摻雜能級(jí)形成載流子捕獲位，抑制光生電子-空穴對(duì)的再?gòu)?fù)合，從而成功改善雜化bivo4光催化劑的活性。金屬和非金屬雙元素?fù)诫s既能形成載流子捕獲位點(diǎn)，又能在原有禁帶中形成摻雜能級(jí)，減小帶隙能而提升對(duì)可見(jiàn)光響應(yīng)范圍和強(qiáng)度。氮、鐵雙元素?fù)诫s已經(jīng)在二氧化鈦改性研究中被廣泛使用，表現(xiàn)出很有前景的效果；而其在雜化bivo4材料的研究中則鮮有報(bào)道，特別是關(guān)于該體系材料制備方法的專(zhuān)利還未見(jiàn)公布。陳先托等人(上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，31(5)，456－466)采用溶膠凝膠法制備了n和fe共摻雜的bivo4光催化劑，證明了摻雜后催化劑對(duì)甲基橙光降解效率的提升作用，但他們僅僅考察了fe元素的含量對(duì)于光催化性能的影響，并沒(méi)有綜合考察兩種元素對(duì)光催化性能的協(xié)同作用；此外，他們采用的制備方法是溶膠凝膠法，該方法操作繁瑣且要嚴(yán)格控制前驅(qū)液的ph值，所得雜化bivo4樣品通常不具有規(guī)則的活性晶面裸露，這不利于材料的光催化活性提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的一方面提供一種通過(guò)水熱合成法得到的氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑的制備方法。

一種氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑的制備方法，其特征在于，包括步驟：

步驟一：先將bi(no3)3和(nh4)2vo3溶解在硝酸水溶液中，得到前驅(qū)液，并用氨水調(diào)節(jié)該前驅(qū)液的ph值，攪拌直至產(chǎn)生橙黃色沉淀；經(jīng)一定時(shí)間陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至聚四氟內(nèi)襯的不銹鋼高壓釜中在一定溫度下進(jìn)行水熱處理；水熱處理后將黃色顆粒過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌，80℃下干燥，即得純bivo4光催化劑。

步驟二：將一定量的氮源、鐵源及步驟一中所得的純bivo4光催化劑加入去離子水中混合并轉(zhuǎn)移至聚四氟內(nèi)襯的不銹鋼高壓釜中，在一定溫度下進(jìn)行二次水熱處理；水熱處理后將黃色顆粒過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌，80℃下干燥后，即得所述氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：制備方法簡(jiǎn)單、成本低，氮、鐵元素的加入，既減小了雜化bivo4光催化劑的帶隙能，增強(qiáng)其對(duì)可見(jiàn)光的吸收，又促進(jìn)了光生載流子的分離，使所制備的氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑光催化活性高，在可見(jiàn)光下具有優(yōu)良的降解有機(jī)污染物的性能。

上述制備方法，其中，所述步驟一中，bi(no3)3和(nh4)2vo3的摩爾量均為10～50mmol，所述硝酸水溶液體積為100～500ml，所述硝酸水溶液的硝酸濃度為1～5m，氨水調(diào)節(jié)所述前驅(qū)液的ph值為1～3，陳化時(shí)間為0.5～4h，水熱處理溫度為160℃或200℃或240℃，水熱處理時(shí)間為6h或12h或24h。

上述制備方法，其中，所述步驟一中，bi(no3)3和(nh4)2vo3的摩爾量均為30mmol，所述硝酸水溶液體積為300ml，所述硝酸水溶液的硝酸濃度為2m，氨水調(diào)節(jié)所述前驅(qū)液的ph值為2，陳化時(shí)間為2h，水熱處理溫度為200℃，水熱處理時(shí)間為12h。

上述制備方法，其中，所述步驟二中，氮源為尿素、氯化銨、碳酸氫銨中的一種或幾種的混合物，氮含量為0.2at％或2at％或10at％；鐵源為硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵中的一種或幾種的混合物，鐵含量為0.1at％或1at％或5at％；水熱處理溫度為160℃或200℃或240℃，水熱處理時(shí)間為6h或12h或24h。

本發(fā)明的另一方面還提供一種上述方法制備出的氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑在可見(jiàn)光下對(duì)亞甲基藍(lán)光催化降解的應(yīng)用。

上述應(yīng)用，其中，將0.2g制備的所述氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)水溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例6制備的氮、鐵共摻雜釩酸鉍光催化劑的sem圖；

圖2是實(shí)施例1和實(shí)施例6所制備的純釩酸鉍和氮、鐵共摻雜釩酸鉍光催化劑的xrd圖；

圖3是實(shí)施例6制備的氮、鐵共摻雜釩酸鉍光催化劑的xps圖；

圖4是實(shí)施例1和實(shí)施例6所制備的純釩酸鉍和氮、鐵共摻雜釩酸鉍光催化劑的uv-vis光譜圖；

圖5是實(shí)施例1～10制備的純釩酸鉍和氮、鐵共摻雜釩酸鉍光催化劑在可見(jiàn)光下對(duì)亞甲基藍(lán)降解曲線。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的若干實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“固設(shè)于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)參閱表1，為本發(fā)明的實(shí)施方式中制備的純釩酸鉍樣品1及根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)法選取的9種不同氮、鐵含量的情況下制備的氮、鐵共摻雜釩酸鉍光催化劑樣品2～10。

表1

下面分多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例不限定于以下的具體實(shí)施例。在不變主權(quán)利的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行變更實(shí)施。

實(shí)施例1：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑樣品1。通過(guò)對(duì)該樣品進(jìn)行xrd測(cè)試結(jié)果如圖2，發(fā)現(xiàn)純bivo4為單斜晶相；該樣品的uv-vis光譜圖如圖4所示，其在200～500nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)表現(xiàn)出較強(qiáng)的光吸收特性，吸收帶邊約為525nm。取0.2g制得的催化劑樣品1加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)水溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品1降解曲線)。

實(shí)施例2：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為0.2at％的尿素、fe含量為0.1at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在160℃保溫12h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品2。取0.2g制得的催化劑樣品2加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)水溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品2降解曲線)。

實(shí)施例3：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為0.2at％的尿素、fe含量為1at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在200℃保溫24h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品3。取0.2g制得的催化劑樣品3加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品3降解曲線)。

實(shí)施例4：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為0.2at％的尿素、fe含量為5at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在240℃保溫6h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品4。取0.2g制得的催化劑樣品4加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品4降解曲線)。

實(shí)施例5：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為2at％的尿素、fe含量為0.1at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在240℃保溫24h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品5。取0.2g制得的催化劑樣品5加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品5降解曲線)。

實(shí)施例6：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為2at％的尿素、fe含量為1at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在200℃保溫12h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品6，其sem測(cè)試結(jié)果如圖1所示。該樣品呈規(guī)則十面體結(jié)構(gòu)，粒徑約為5μm，具有較大的裸露晶面，該晶面為電子聚集晶面，有助于光催化活性的提升。圖2所示的xrd結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，氮、鐵元素的加入并沒(méi)有改變bivo4的晶型仍為單斜晶型，但摻雜后的樣品光催化活性晶面含量明顯增加。進(jìn)一步的xps表征證明了氮、鐵元素被成功摻雜進(jìn)純bivo4樣品中，如圖3所示。對(duì)比樣品6與樣品1的uv-vis吸收光譜圖，發(fā)現(xiàn)摻雜后的bivo4樣品其光吸收范圍和強(qiáng)度都有所增強(qiáng)，吸收帶邊紅移至575nm，如圖4所示。取0.2g制得的催化劑樣品6加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品6降解曲線)。

實(shí)施例7：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為2at％的尿素、fe含量為5at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在160℃保溫6h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品7。取0.2g制得的催化劑樣品7加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品7降解曲線)。

實(shí)施例8：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為10at％的尿素、fe含量為0.1at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在240℃保溫12h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品8。取0.2g制得的催化劑樣品8加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品8降解曲線)。

實(shí)施例9：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為10at％的尿素、fe含量為1at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在160℃保溫24h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品9。取0.2g制得的催化劑樣品9加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品9降解曲線)。

實(shí)施例10：

先將bi(no3)3(30mmol)和(nh4)2vo3(30mmol)溶解在300ml的濃度為2m的硝酸水溶液中，并在攪拌條件下用氨水調(diào)節(jié)溶液的ph值為2，直至得到橙黃色沉淀。經(jīng)過(guò)2h陳化后，將沉淀物轉(zhuǎn)移至容量為100ml的聚四氟內(nèi)襯不銹鋼高壓釜中進(jìn)行水熱處理，水熱條件為200℃，水熱時(shí)間為12h。冷卻后將黃色粉體過(guò)濾分離，并用去離子水洗滌多次，并于80℃烘干過(guò)夜，即得到純bivo4光催化劑。稱(chēng)取bivo4粉體1.62g、n含量為10at％的尿素、fe含量為5at％的硝酸鐵加入到燒杯中混合均勻后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于馬弗爐中在200℃保溫6h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，并用去離子水洗滌多次，80℃烘干過(guò)夜，即得到氮、鐵共摻雜bivo4光催化劑樣品10。取0.2g制得的催化劑樣品10加入到100ml濃度為10mg/l的亞甲基藍(lán)溶液中，經(jīng)暗態(tài)下吸附30min后，開(kāi)啟300w氙燈，在≥400nm的可見(jiàn)光照射下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)3h。每隔0.5h測(cè)量待降解溶液在664nm下的吸光度來(lái)計(jì)算亞甲基藍(lán)的降解程度，繪制亞甲基藍(lán)的剩余率與時(shí)間的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖5中樣品10降解曲線)。

從圖5可以看出，樣品6的可見(jiàn)光催化降解亞甲基藍(lán)效果最好，其最佳制備工藝參數(shù)為：氮含量為2at％，鐵含量為1at％，水熱溫度為200℃，水熱時(shí)間為12h。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：制備方法簡(jiǎn)單、成本低，氮、鐵元素的加入，既減小了雜化bivo4光催化劑的帶隙能，增強(qiáng)其對(duì)可見(jiàn)光的吸收，又促進(jìn)了光生載流子的分離，使所制備的氮、鐵共摻雜釩酸鉍可見(jiàn)光催化劑光催化活性高，在可見(jiàn)光下具有優(yōu)良的降解有機(jī)污染物的性能。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。