[發明專利]一種BiOI/AgX可見光響應光催化劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110456101.6
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102513135A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 馬德琨;劉森森;章燕清;蔡平;劉泉成;黃少銘
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B01J27/08
• 分類號: B01J27/08;B01J37/34;C02F1/30;C02F1/32
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 張瑜生

技術領域

本發明涉及光催化劑領域，具體涉及一種BiOI/AgX可見光響應光催化劑及其制備方法和應用。?

背景技術

近些年來，世界范圍內的環境污染問題日趨嚴重，控制污染、保護環境，實現可持續發展越來越受到人們的重視。目前使用的具有代表性的化學污染處理方法主要有：物理吸附法、化學氧化法、微生物處理法和高溫焚燒法,這些方法對環境的保護和治理起了重大作用。但是這些技術不同程度地存在著或效率低，不能徹底將污染物無害化，易產生二次污染；或使用范圍窄，僅適合特定的污染物；或能耗高，不適合大規模推廣等方面的缺陷。因而，開發高效、低能耗、適用范圍廣和有深度氧化能力的化學污染物清除技術一直是環保技術追求的目標。?

光催化技術是一門新興并正在發展的科學環保技術。它利用半導體材料在光照下表面能受激活化的特性，利用光能可有效地氧化分解有機物、還原重金屬離子、殺滅細菌和消除異味。由于光催化技術可利用太陽能在室溫下發生反應，比較經濟；同時可將有機污染物完全礦化成水和無機離子，無二次污染，所以有著傳統的高溫、常規催化技術及吸附技術無法比擬的誘人魅力，是一種具有廣闊應用前景的綠色環境治理技術。?

中國專利號為200910303193.7的專利公開了一種負載型光催化劑及其制備方法和應用，該光催化劑是以活性污泥炭顆粒為載體，載體上包覆有二氧化鈦，載體與二氧化鈦的質量比為（3～4）:1。這種二氧化鈦的光催化效果雖然不錯，但是二氧化鈦僅在紫外光范圍有響應，而波長在400nm?以下的紫外光部分不足太陽光總能量的5%，太陽光能量主要集中在400?～700nm?的可見光范圍，達總能量的43?%。因此研制可見光響應的催化劑是提高太陽能利用率，最終實現光催化技術產業化應用的關鍵。?

發明內容

為了解決上述存在的技術缺陷，本發明的第一個目的是提供一種無毒低毒、光利用率高的BiOI/AgX可見光響應光催化劑；本發明的第二個發明目的是提供工藝簡單、成本低、效率利用率高的BiOI/AgX可見光響應光催化劑的超聲制備方法；本發明的第三個目的是提供BiOI/AgX可見光響應光催化劑的光照制備方法；本發明的第四個目的是提供BiOI/AgX可見光響應光催化劑在處理染料廢水污染物的應用。本發明簡化了制備工藝，降低了生產成本，提高了光能利用率。?

為了實現上述的第一個目的，本發明采用了以下的技術方案：?

一種BiOI/AgX可見光響應光催化劑，由AgX負載BiOI構成，其中BiOI與AgX的質量比1:0.05。

優選的，所述的X為O或I。采用上述的優選方案后，可以拓展材料的光能利用率，促進光生電荷的有效分離，極大的提高BiOI的光催化活性。?

本發明制備的光催化材料用X-射線衍射技術分析可知，樣品暴露的是（001）晶面，掃描電鏡下觀察產品均為片狀?

BiOI片狀結構長度為8～10μm，寬度5～6μm，厚度10～40nm，AgX納米顆粒的直徑為20～70nm。

為了實現上述的第二個目的，本發明采用了以下的技術方案：?

一種BiOI/AgX可見光響應光催化劑的超聲制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）室溫下，將摩爾比為1:2的鉍鹽和碘鹽溶于水和乙醇的混合溶液中，在25～85℃的溫度下反應5～30?min?，離心洗滌，得到BiOI粉體；

（2）將質量比為1:0.05的BiOI與銀鹽分散到DMF中，超聲處理0.5～2h?，離心洗滌干燥后得到BiOI/AgX可見光響應光催化劑。

作為優選，所述的步驟（1）中的水和乙醇的混合溶液中水與乙醇的比例為1：1。?

作為優選，所述的步驟（1）中的鉍鹽為硝酸鉍、五水硝酸鉍或硝酸氧鉍，所述的碘鹽為碘化鈉或碘化鉀。采用上述的優選方案后，由于硝酸鉍、五水硝酸鉍或硝酸氧鉍這類的鉍鹽和碘化鈉或碘化鉀這類的碘鹽均易溶于水，會使反應更加均勻，不會帶來除產物以外的雜質，使產物更加潔凈。?

作為優選所述的步驟（2）中的DMF為含氮的有機溶劑，所述的含氮的有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基已酰胺。采用上述的優選方案后，由于含氮的有機溶劑可以與銀離子形成很好的配位作用，控制溶液中自由銀離子的濃度，從而可以控制復合物中氧化銀的含量與分布。這兩種有機溶劑不僅易得，價格相對低廉，而且可以形成高品質的目標材料。??

為了實現上述的第三個目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種BiOI/AgX可見光響應光催化劑的光照制備方法，其特征在于包括以下步驟：