[發(fā)明專(zhuān)利]一種BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310423262.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103464184A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雅文;樊彩梅;丁光月;王韻芳;谷紅兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/138
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/138
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體制備方法。

背景技術(shù)

光催化反應(yīng)是半導(dǎo)體材料在光的照射下，通過(guò)把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，使化合物(有機(jī)物，無(wú)機(jī)物)通過(guò)氧化還原反應(yīng)降解的過(guò)程。光催化無(wú)需投加添加劑，不產(chǎn)生副產(chǎn)物等的優(yōu)點(diǎn)，成為環(huán)境及能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，實(shí)際應(yīng)用中仍存在以下問(wèn)題：光量子效率低，光譜響應(yīng)范圍窄。因此，研究開(kāi)發(fā)成本低、效率高的光催化劑是一個(gè)重要發(fā)展方向。

目前，BiOBr作為一種新型的p型半導(dǎo)體光催化劑，由于其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一定的光催化降解污染物能力，具有一定的可見(jiàn)光響應(yīng)范圍。但是單一相的BiOBr，光生電子空穴易復(fù)合。為了提高光催化效率，很多研究開(kāi)展對(duì)BiOBr進(jìn)行耦合，形成異質(zhì)結(jié)的復(fù)合結(jié)構(gòu)，有效分離光生電子和空穴到催化劑的不同部位。目前關(guān)于BiOBr與半導(dǎo)體復(fù)合的報(bào)道有：專(zhuān)利CN?102068998?A公開(kāi)一種BiOBr/BiOCl復(fù)合光催化劑；專(zhuān)利CN?102671679?A合成一種BiOI/BiOBr復(fù)合光催化劑；文獻(xiàn)中報(bào)道了BiOBr/Bi₂O₃復(fù)合光催化劑（J.?Phys.?Chem.?C,?2012,?116?(20),?pp?11004–11012）。ZnO作為一種典型的n型半導(dǎo)體，具有較強(qiáng)的光催化氧化能力以及穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，如果與p型的BiOBr復(fù)合形成p-n結(jié)，有可能會(huì)得到更加優(yōu)異的光催化氧化能力，然而至今為止，還沒(méi)有BiOBr與ZnO復(fù)合半導(dǎo)體的報(bào)道。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一種BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體的制備方法，目的在于提供一種對(duì)污染物，尤其對(duì)有機(jī)污染物具有較強(qiáng)的降解能力，且重復(fù)利用率高，可用于光催化處理污水和凈化空氣等方面，制備過(guò)程中使用的原材料品種少，制備工藝簡(jiǎn)單，容易控制，便于大規(guī)模生產(chǎn)的BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體的制備方法。

本發(fā)明一種BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體的制備方法，其特征在于是一種BiOBr/ZnO異質(zhì)結(jié)納米光催化劑粉體的制備方法，包括下列步驟：

1）將兩種溴化合物和含鋅化合物加入到乙醇溶劑中，Br/Zn摩爾比為0.1~6，室溫?cái)嚢?.5~5?h后，形成濃度為0.03~0.3?mol/L的澄清鋅前軀體；

????2）向步驟1）形成的鋅前軀體中，加入五水硝酸鉍繼續(xù)攪拌，得到乳白色渾濁液；

????3）將步驟2）形成的渾濁液轉(zhuǎn)入Teflon高壓反應(yīng)釜中，在100～180?℃溫度下溶劑熱反應(yīng)6～19?h，得到沉淀；

????4）將沉淀用水和乙醇洗滌，在75~80?℃烘干，即得到BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體。

????上述一種BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體的制備方法，其特征在于所述兩種溴化物，其中一種為十六烷基三甲基溴化銨CTAB，另外一種為溴化鈉、溴化鉀和溴化銨之一；兩種溴化合物的摩爾比為0.25~3。

上述一種BiOBr/ZnO納米光催化劑粉體的制備方法，其特征在于所述的含鋅化合物為：溴化鋅、二水乙酸鋅和六水硝酸鋅中的一種。

????本發(fā)明異質(zhì)結(jié)納米光催化劑粉體的制備及其應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)為：采用一步法合成，本發(fā)明所有試劑均價(jià)廉易得，成本較低，制備工藝簡(jiǎn)單，容易控制，便于大規(guī)模生產(chǎn)。其對(duì)有機(jī)污染物，尤其對(duì)苯酚具有較強(qiáng)的降解能力，且催化劑重復(fù)利用率高。可實(shí)際應(yīng)用于光催化處理污水和凈化空氣等環(huán)保領(lǐng)域。

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附圖說(shuō)明

????圖1為實(shí)施方式1，2，3，4制備的BiOBr/ZnO納米光催化劑的XRD圖；

????圖2為實(shí)施方式1，2，3，4制備的BiOBr/ZnO納米光催化劑對(duì)苯酚溶液的光催化降解率圖（測(cè)試所采用的光源為500?W氙燈，光源波長(zhǎng)范圍為200~800?nm，苯酚濃度為：10?mg/L）；

圖3為實(shí)施方式1制備的BiOBr/ZnO納米光催化劑的重復(fù)利用率圖。

圖4為實(shí)施方式1制備的BiOBr/ZnO納米光催化劑的透射電鏡圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚明白，下面將用實(shí)施例具體給予詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容不只局限于所列舉的實(shí)施方式的范圍。

實(shí)施方式1