，加熱至80°C蒸發(fā)乙醇，在80°C下烘干研磨得到 xCeV(k/ Ag/ (1-x) g_C3N4( x = 0.25)樣品。
[0050]實(shí)施例4
[0051 ]本實(shí)施例的CeV(k/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑，其中x = 0.5，具體制備步驟如下:
[0052]a)稱取l0.0OOOg三聚氰胺于坩禍中，540°C下煅燒4h(加熱速度5°C/min)，用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，在80°C下烘干研磨，得到g_C3N4粉末。
[0053]b)稱取4.3427gCe(N03)3溶解于20mL去離子水中，稱取3.7223g EDTA溶解于5mL去離子水中，分別置于磁力攪拌器上攪拌15min，得到溶液A和B，混合攪拌15min;稱取1.1698gNH4V03溶于20mL去離子水中得到溶液C，將溶液C與上述混合液混合，并在磁力攪拌器上攪拌45min，然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜，加熱至180°C，保溫24h;取出自然冷卻，將得到的溶液離心，用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，在80°C下干燥，得到CeV04。
[0054]c)稱取0.25g CeV04和0.25g g_C3N4分別溶解于50ml無水乙醇，超聲2.5h，混合加入10mLAgN03溶液(AgN03溶液濃度為0.lmol/L),攪拌lh，加熱至90°C蒸發(fā)乙醇，在80°C下烘干研磨得到 xCeV(k/ Ag/ (1-x) g_C3N4 (x = 0.25)樣品。
[0055]圖3中圖(a)為實(shí)施例4制備的復(fù)合光催化劑的SEM圖，可以看到棒狀的CeV04附著在g_C3N4層狀結(jié)構(gòu)上，增大了g-C3N4層狀結(jié)構(gòu)比表面積，有利于氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行；圖(b)為復(fù)合光催化劑的TEM圖像，可以更為清晰的看到納米棒CeV04和片狀g_C3N4薄片，納米棒CeV04的長(zhǎng)度可以達(dá)到100_500nm，并且展現(xiàn)了納米棒CeV(k和g_C3N4層狀結(jié)構(gòu)之間強(qiáng)相互作用，這有益于CeV04和g_C3N4異質(zhì)結(jié)的產(chǎn)生，增大光生電子的迀移率，加快反應(yīng)的進(jìn)行。
[0056]圖4為實(shí)施例4制備的復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑的紫外-可見漫反射光譜圖，可以看到在380nm處出現(xiàn)由于價(jià)帶吸收引起的陡峭的吸收峰。
[0057]實(shí)施例5
[0058]本實(shí)施例的CeV04/Ag/g_C3N4復(fù)合光催化劑，其中x= 0.75，具體制備步驟如下:
[0059]a)稱取l0.0OOOg三聚氰胺于坩禍中，520°C下煅燒6h(加熱速度5°C/min)，用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，在80°C下烘干研磨，得到g_C3N4粉末。
[0060]b)稱取4.3427gCe(N03)3溶解于20mL去離子水中，稱取3.7223g EDTA溶解于5mL去離子水中，分別置于磁力攪拌器上攪拌15min，得到溶液A和B，混合攪拌15min;稱取1.1698gNH4V03溶于20mL去離子水中得到溶液C，將溶液C與上述混合液混合，并在磁力攪拌器上攪拌45min，然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜，加熱至190°C，保溫26h;取出自然冷卻，將得到的溶液離心，用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，在80°C下干燥，得到CeV04。[ΟΟ??] c)稱取0.35g CeV(k和0.15g g_C3N4分別溶解于50ml無水乙醇，超聲2.5h，混合加ΛI(xiàn) OmLAgNO3溶液(AgNO3溶液濃度為0.1mo I /L)，攪拌Ih，加熱至85°C蒸發(fā)乙醇，在80°C下烘干研磨得到 xCeV(k/ Ag/ (1-χ) g_C3N4 (x = 0.75)樣品。
[0062]對(duì)比例I
[0063]CeVOVg-C3N4復(fù)合材料的制備:
[0064]a)稱取10.000(^三聚氰胺于坩禍中，520°(3下煅燒411(加熱速度5°(3/1^11)，用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，在80°C下烘干研磨，得到g_C3N4粉末。
[0065]b)稱取2.171g Ce(NO3)3溶解于20mL去離子水中，稱取1.861g EDTA溶解于20mL去離子水中，分別置于磁力攪拌器上攪拌15min，得到溶液A和B，混合攪拌15min;稱取0.585gNH4VO3溶于20mL去離子水中得到溶液C，將溶液C與上述混合液混合，加入0.613g g_C3N4并在磁力攪拌器上攪拌45min，然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜，加熱至180°C，保溫24h;取出自然冷卻，將得到的溶液離心，用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，在80°C下干燥，得到CeV04/g_C3N4。
[0066]實(shí)施例6
[0067]將實(shí)施例4制備得到的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑與對(duì)比例I制備得到的CeVOVg-C3N4復(fù)合材料分別對(duì)有機(jī)染料羅丹明B(RhB)進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下:
[0068](a)分別稱取I Omg實(shí)施例4制備的CeV04/Ag/g_C3N4和對(duì)比例I制備的CeVOVg-C3N4。
[0069](b)分別量取I OmI的RhB溶液于石英管A、B中(RhB的濃度均為4.8mg/L)，將10mgCeV04/Ag/g_C3N4加入至石英管A中，10mg CeV04/g_C3N4加入至石英管B中，轉(zhuǎn)移至比朗BL-V型的光化學(xué)反應(yīng)儀，并將懸浮液在黑暗中攪拌30min保證在室溫下污染物與光催化劑吸附解尚平衡。
[0070](c)將光源打開，使可見光照射懸浮液，每隔30min，將樣品取出少量并用離心機(jī)離心三次，轉(zhuǎn)速為9800r/min，時(shí)間為Imin，以分離懸浮液中的復(fù)合光催化劑納米顆粒。取離心好的上層清液，使用Shimadzu UV-2450紫外-可見分光光度計(jì)上得到光照降解后溶液的UV-vis光譜。并根據(jù)特征吸收峰處的吸光度，得到降解曲線。
[0071]圖5為對(duì)比例I制備的CeV04/g_C3N4復(fù)合材料及實(shí)施例4制備的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑對(duì)有機(jī)染料RhB的降解效果圖。通過對(duì)比，可以明顯看到金屬Ag對(duì)復(fù)合光催化劑CeV04/g_C3N4光催化性能的提高，說明Ag可以有效抑制光生電子-空穴的復(fù)合，提高光催化性能。
[0072]實(shí)施例7
[0073]將實(shí)施例1?5制備的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑分別對(duì)有機(jī)染料亞甲基藍(lán)(MB)進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)，具體步驟如下:
[0074](a)分別稱取1mg實(shí)施例1_5制備的CeV04/Ag/g_C3N4(標(biāo)記為Ml-M5)；
[0075](b)分別量取I OmL的MB溶液于石英管1-5中(MB的濃度均為3.2mg/L)，分別將I Omg的M1-M5樣品加入至石英管1-5中，將石英管1-5轉(zhuǎn)移至比朗BL-V型的光化學(xué)反應(yīng)儀，并將懸浮液在黑暗中攪拌30min保證在室溫下污染物與光催化劑吸附解離平衡。
[0076](c)將光源打開，使可見光照射懸浮液，每隔30min，將樣品取出少量并用離心機(jī)離心三次，轉(zhuǎn)速為9800r/min，時(shí)間為Imin，以分離懸浮液中的復(fù)合光催化劑納米顆粒。取離心好的上層清液，使用Shimadzu UV-2450紫外-可見分光光度計(jì)上得到光照降解后溶液的UV-vis光譜。并根據(jù)特征吸收峰處的吸光度，得到降解曲線。
[0077]圖6為實(shí)施例1-5及純的g_C3N4和CeVO4對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的降解實(shí)驗(yàn)圖，從圖中可以看到合成復(fù)合物CeV04/Ag/g-C3N4的光催化效果與純的g_C3N4和CeVO4相比，有了不同層次的提高，特別是實(shí)施例4制備的的降解效果顯著，210min時(shí)對(duì)MB的降解可達(dá)到75%左右。CeV04:g_C3N4小于1:1的時(shí)候，催化效果隨06￥04的含量增加而增加，這是因?yàn)?6￥04可以拓寬復(fù)合物光響應(yīng)范圍，提高光利用效率從而增強(qiáng)光催化性能，然而，在CeV04:g-C3N4大于1:1時(shí)，從圖中可知隨CeV04的含量增加而降低，這可能是因?yàn)檫^量的CeV04導(dǎo)致比表面積的減小，從而減小了g-C3N4對(duì)污染物的吸附能力，也可能是結(jié)構(gòu)導(dǎo)致光散射增強(qiáng)，致使光催化性能降低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CeV(k/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑，其特征在于，所述的復(fù)合光催化劑由鑰JI鋪、銀和石墨相氮化碳組成，其中，CeV04所占的質(zhì)量比為5%?75%，所述的復(fù)合光催化劑通過以下步驟制備: 步驟1，煅燒制備g_C3N4粉末: 高溫煅燒三聚氰胺，煅燒結(jié)束后冷卻，洗滌、烘干，研磨得到g_C3N4粉末； 步驟2，水熱法制備CeV04粉末: 將EDTA溶液與Ce (N03)3溶液混合均勻，加入與Ce (N03)3等物質(zhì)的量的NH4V03溶液，繼續(xù)混合均勻，加熱至170?200°C，保溫反應(yīng)22?26h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、離心、洗滌，干燥得到CeV04粉末; 步驟3，CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備: 將g_C3N4粉末和CeV04分別溶于乙醇中，超聲分散均勻后混合，然后加入AgN03溶液，混合均勻，加熱蒸發(fā)乙醇，烘干、研磨得到CeV04/Ag/g-C3N4。2.如權(quán)利要求1所述的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑，其特征在于，所述的CeV04所占的質(zhì)量比為10%?50%。3.如權(quán)利要求1所述的CeV04/Ag/g_C3N4復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟1，煅燒制備g_C3N4粉末: 高溫煅燒三聚氰胺，煅燒結(jié)束后、冷卻，洗滌、烘干，研磨得到g_C3N4粉末； 步驟2，水熱法制備CeV04粉末: 將EDTA溶液與Ce (N03)3溶液混合均勻，加入與Ce (N03)3等物質(zhì)的量的NH4V03溶液，繼續(xù)混合均勻，加熱至170?200°C，保溫反應(yīng)22?26h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、離心、洗滌，干燥得到CeV04粉末; 步驟3，CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備: 將g_C3N4粉末和CeV04分別溶于乙醇中，超聲分散均勻后混合，然后加入AgN03溶液，混合均勻，加熱蒸發(fā)乙醇，烘干、研磨得到CeV04/Ag/g-C3N4。4.如權(quán)利要求3所述的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述的煅燒溫度為500?540°C，煅燒時(shí)間為4?6h。5.如權(quán)利要求3所述的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述的EDTA、Ce(N03)3和NH4V03的摩爾比為1?1.5:1:1，所述的EDTA溶液的濃度為0.2mol/L06.如權(quán)利要求3所述的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述的g_C3N4和CeV04的質(zhì)量比為1:0.05?3，所述的AgN03溶液的濃度為0.05?0.2mol/L，所述的加熱溫度為80?95°C。7.如權(quán)利要求3或6所述的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述的g_C3N4和CeV04的質(zhì)量比為1:0.1?1。8.如權(quán)利要求1所述的CeV04/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑在有機(jī)染料處理中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CeVO4/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑及其制備方法。本發(fā)明通過煅燒制備g-C3N4粉體、水熱合成CeVO4，將g-C3N4、CeVO4、Ag混合超聲得到CeVO4/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑。CeVO4/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑的禁帶寬度介于2.10eV和2.80eV之間，并隨著CeVO4含量的增加而減小，相對(duì)于禁帶寬度為2.90eV的CeVO4來說，帶隙變窄，拓寬了可響應(yīng)的可見光范圍。CeVO4/Ag/g-C3N4復(fù)合光催化劑以類石墨結(jié)構(gòu)g-C3N4為基體復(fù)合四方相CeVO4和Ag構(gòu)成三相異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，可以使光生電子-空穴對(duì)可以得到有效的分離，提高了g-C3N4的光催化性能，能夠有效的降解污水中的有機(jī)染料。
【IPC分類】B01J27/24, A62D101/20, A62D3/17
【公開號(hào)】CN105478153
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510860708
【發(fā)明人】汪浩然, 李莉, 王雄
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日