[發(fā)明專利]BiOBr0.2I0.8/石墨烯復合可見光催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310010573.8
• 申請日: 2013-01-12
• 公開（公告）號: CN103182315A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉紅;蘇蕓;陳振;靳智通
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種BiOBr_0.2I_0.8/石墨烯復合可見光催化劑及其制備方法，屬于光催化技術(shù)領域。?

背景技術(shù)

近年來，能源短缺和環(huán)境污染日益成為威脅人類生存與健康的重大問題。光催化技術(shù)是一種以半導體為催化劑利用太陽能降解有機環(huán)境污染物的綠色環(huán)境治理新技術(shù)。它直接利用太陽能、不需人工能源，能徹底礦化各種難以生物降解的有機污染物，無二次污染，具有良好的應用前景。目前商業(yè)的光催化劑主要是TiO₂，但TiO₂光催化劑禁帶較寬?(Eg?=?3.2?eV)，僅能被太陽光中的紫外光激發(fā)?(占太陽能的3.8?%)，不能利用太陽光中的可見光(占太陽能的45%)，使得其太陽能利用率低，嚴重阻礙了光催化技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)化推廣。開發(fā)高性能可見光響應的光催化劑已成為當前最熱門的研究方向之一，也是光催化技術(shù)進一步走向產(chǎn)業(yè)化的必然趨勢和發(fā)展方向。?

鹵氧化鉍BiOX?(X?=?Cl，Br，I)是近幾年被發(fā)現(xiàn)的一類新型光催化材料，其特有的開放式片層結(jié)構(gòu)、內(nèi)部電場和間接躍遷模式有利于空穴-電子對的有效分離和電荷轉(zhuǎn)移，使得BiOX具有比TiO₂更高的光催化活性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，不同鹵氧化鉍之間還能形成固溶體，如：?BiOCl_1-xBr_x?(Y.Y.?Liu,W.J.?Son,?J.B.?Lu,?B.B.?Huang,?Y.?Dai,?M.H.?Whangbo.?Chem.?Eur.?J.,?2011,?17,?9342-9349)?和BiOBr_xI_1-x?(Z.F.?Jia,?F.M.?Wang,?F.?Xin,?B.Q.?Zhang.?Ind.?Eng.?Chem.?Res.,?2011,?50,?6688-6694)，并且鹵氧化鉍固溶體在一些有機污染物的光催化降解中活性要高于單一的鹵氧化鉍，因此，鹵氧化鉍固溶體是一類潛在的新型可見光催化材料。但從現(xiàn)有研究結(jié)果來看，BiOCl_1-xBr_x和BiOBr_xI_1-x固溶體的光催化性能還遠未達到理想的程度，它們的光催化效率仍需進一步提高。?

石墨烯是一種新的碳的同素異形體，它是由sp²雜化的單層碳原子組成的蜂窩狀二維晶體，具有優(yōu)異的力學、熱學、光學和電學性能以及超大的比表面積。將石墨烯與半導體光催化劑復合能有效降低光催化劑的電子-空穴復合率，同時能增加光催化劑對污染物的吸附能力。因此，將石墨烯與鹵氧化鉍固溶體進行復合對進一步提高固溶體的光催化性能具有積極意義。但到目前為止，還未見有鹵氧化鉍固溶體/石墨烯復合可見光催化劑的報道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種BiOBr_0.2I_0.8/石墨烯復合可見光催化劑及其制備方法。?

本發(fā)明一種BiOBr_0.2I_0.8/石墨烯復合可見光催化劑，其特征在于，由BiOBr_0.2I_0.8和石墨烯組成，其中，BiOBr_0.2I_0.8固溶體是由大量納米片組成的微球，微球直徑約為1.0μm，均勻地分布在石墨烯薄片上，石墨烯的質(zhì)量百分數(shù)為5.0?%-15.0?%。?

????本發(fā)明一種制備BiOBr_0.2I_0.8/石墨烯復合光催化劑的方法，其特征在于，具有以下的制備過程和步驟：?

(a)????將0.025-0.075?g氧化石墨分散至適量的乙醇中，充分超聲1-2?h，得到氧化石墨烯的懸浮液；

(b)???室溫下，將0.0617?g溴化鈉(NaBr)和0.8224?g碘化鉀(KI)溶解于4?ml的無水乙二醇中；?

(c)????將1.4552?g?硝酸鉍(Bi(NO₃)₃.5H₂O)溶解于35?ml乙二醇中；

(d)???將步驟?(b)所得溶液緩慢滴加到步驟?(c)所得溶液中，繼續(xù)攪拌1h；

(e)????將步驟?(a)所得懸浮液緩慢滴加到步驟?(d)所得溶液中；