[發(fā)明專利]一種片狀納米氯氧化鉍薄膜光催化劑的電化學(xué)制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210135352.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102744087A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊彩梅;劉曉霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/06
• 分類號(hào): B01J27/06;B01J37/34;C02F1/32
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種片狀納米氯氧化鉍薄膜光催化劑的電化學(xué)制備方法，屬于環(huán)境化工光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種片狀納米BiOCl薄膜光催化材料的電化學(xué)制備方法及應(yīng)用的技術(shù)方案。

背景技術(shù)

氯氧化鉍(BiOCl)是一種間接帶隙半導(dǎo)體，由[Bi₂O₂]層和游離的Cl原子構(gòu)成，具有高度各項(xiàng)異性的層狀結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)便于光生電子-空穴的分離，保證了BiOCl良好穩(wěn)定的光催化活性(化學(xué)進(jìn)展，2009，21：1734-1741)。因此，作為一種在有機(jī)污染物處理領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展前景的光催化材料，BiOCl受到研究者們的高度關(guān)注。不少研究者報(bào)道了對(duì)BiOX(X＝Cl，Br，I)系列粉體光催化劑的制備、表征和光催化活性研究工作，通過(guò)水解或溶劑熱法制得了BiOX粉體，具有納米微球狀微觀形貌的BiOX系列粉體被廣泛報(bào)道(Rare?Metals，2008，27：243-250；Journal?of?Catalysis，2009，262：144-149；Catalysis?Communications，2011，12：1136-1141；Journal?of?Hazardous?Materials，2011，192：538-544；Colloids?and?Surfaces?A：Physicochem.Eng.Aspects，2011，387：23-28)。對(duì)BiOX粉體催化劑的改性工作也日漸被報(bào)道。為了改善BiOCl的吸光性質(zhì)，使其光吸收帶紅移，印度的Pare等通過(guò)水解法制得了Mn摻雜的BiOCl粉末，通過(guò)表征得知，Mn的摻入不僅使得BiOCl的帶隙由3.48eV降至2.74eV，還使得BiOCl的粒徑減小(Applied?Surface?Science，2011，258：247-253)。Zhu等報(bào)道了Ag/BiOI對(duì)E.coli?8099的滅菌過(guò)程，通過(guò)乙二醇溶劑熱法制得了Ag摻雜的BiOI(Separation?and?Purification?Technology，2011)。另外，F(xiàn)e₃O₄、WO₃和BOH等復(fù)合修飾的BiOCl粉體催化劑也被研究者們的所報(bào)道(Applied?Catalysis?B：Environmental，2009，90：458-462；Applied?Catalysis?A：General，2011；Catalysis?Communications，2011，16：229-233；Journal?of?Colloid?and?Interface?Science，2011，356：465-472)。粉末光催化劑具有比表面積大，催化活性好等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用方面存在固有的劣勢(shì)，如分散性差、固液分離問(wèn)題以及回收利用問(wèn)題等等。因此，對(duì)光催化劑固定化技術(shù)的研究，在解決光催化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題方面有明顯的價(jià)值。在現(xiàn)有的報(bào)道中關(guān)于BiOX系列光催化劑的固定化問(wèn)題，并未受到研究者們的普遍關(guān)注，僅有位數(shù)不多的報(bào)道。曹四海等提供了采用物理氣相沉積和化學(xué)氧化法制備BiOCl薄膜的方法(CN101724839A；Nanotechnology，2009，20：275702)，制得的薄膜具有花球狀結(jié)構(gòu)，但是制備過(guò)程中需要通過(guò)復(fù)雜的物理氣相沉積過(guò)程，需要特殊的儀器設(shè)備和高純氣體作為保護(hù)氣，制備薄膜的成本較高，操作過(guò)程復(fù)雜，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。吳素娟等采用模板法制備了BiOCl納米線陣列，并考察了其在紫外光照射下對(duì)羅丹明B的降解活性(Materials?Letters，2010，64：115-118)，但是該方法需要氧化鋁模板，在制備過(guò)程中需要較高的干燥溫度和較長(zhǎng)的干燥時(shí)間。張禮知等采用連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法制得BiOI薄膜電極，并指出了薄膜電極在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的應(yīng)用潛能(CN101857382A)，方法簡(jiǎn)單，無(wú)需特制的反應(yīng)釜和儀器，但是需要經(jīng)過(guò)重復(fù)多次才能制得所需薄膜，操作過(guò)程較為繁瑣。現(xiàn)有的BiOX固定化方法要么需要復(fù)雜的物理制備過(guò)程，要么需要制備模板，或是制備周期較長(zhǎng)，因此，找出一種反應(yīng)條件溫和、簡(jiǎn)單易行且能制備出晶相結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，分布均勻的BiOCl薄膜的方法是很有必要的。電化學(xué)反應(yīng)條件溫和，無(wú)需高溫高壓和特別的儀器設(shè)備，陰極電沉積法和陽(yáng)極氧化法在其他種類的薄膜光催化材料(如TiO₂薄膜等)的制備中被多次采用()，但目前為止還未發(fā)現(xiàn)采用電化學(xué)方法制備BiOCl薄膜的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容