[發明專利]可見光催化劑Bi5O7Br及其制備方法

無效

• 申請號: 201410029932.9
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103736505A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 陳淵;朱萬仁;楊家添;謝祖芳;韋慶敏;朱立剛;龐起
• 申請（專利權）人: 玉林師范學院
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;C01G29/00;A62D3/17;A62D101/26;A62D101/28
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 楊立華

技術領域

本發明屬于光催化和材料化學技術領域，尤其涉及一種可見光催化劑Bi₅O₇Br及其制備方法。

背景技術

能源短缺和環境污染是當前人類面臨的重大挑戰，利用太陽能解決全球性的能源和環境問題越來越受到重視。光催化可以將低密度的太陽光能轉化為高密度的化學能和電能，而且可以直接利用太陽光降解和礦化水與空氣中的各種污染物。因此，光催化在環境凈化和新能源開發方面具有巨大潛力。TiO₂具有催化活性高、穩定性好、價格便宜、無毒等優良特性，因而備受青睞。然而，TiO₂禁帶寬度為3.2eV，只能吸收波長小于387nm的紫外光，并且光激發時所產生的電子與空穴非常容易復合，使得光量子效率很低。為了提高量子產率和太陽能利用率，眾多研究者對TiO₂光催化劑進行了改性，如摻雜、制備TiO₂與其他氧化物的復合物等。盡管這些研究工作已取得了一些可喜成績，但還是無法滿足實際應用的需要。因此，尋找新型的可見光催化劑已迫在眉睫。

最近幾年來，一類新型的鹵化氧鉍BiOX(X=Cl,Br,I)催化劑吸引了學者們的廣泛關注。其光催化活性高于商品TiO₂(P25)，且隨鹵原子序數增加光活性逐漸增強。此外，鹵化氧鉍也具有很高的穩定性。為此，通過晶體結構和能帶結構的設計合成可以得到高活性的符合化學計量比的鹵氧化鉍化合物光催化劑。中國專利“一種溴氧化鉍光催化劑的制備方法”（專利號201010141878.9公開日2010-07-28）利用硝酸鉍和溴代十六烷基吡啶為原料，在水熱法條件下制備了BiOBr可見光催化劑，可見光照射下，對印染廢水和微囊藻毒素均有較好的降解活性。中國專利申請“一種具備光催化活性的鹵氧化鉍光催化劑的制備方法”（專利申請號201210136733.9公開日2012-09-19）采用吡啶類陽離子表面活性劑和鹵化鈉為原料制備了BiOCl、BiOBr、BiOI三種可見光催化劑，其微囊藻毒素均有較好的降解作用。然而，不同原子比（Bi:O:X）的多氧鹵化氧鉍復雜化合物也具有優越的可見光催化活性，引起了眾多研究者的興趣和關注。中國專利“可見光光催化劑Bi₁₂O₁₇Cl₂及其制備方法”（專利號201110444323.6公開日2012-07-11）采用了無機鹽氯化鉀替代十六烷基氯化銨(CTAC)作為氯源，通過調節反應溶液的_pH值合成出一種全新計量比的高效可見光催化劑Bi₁₂O₁₇C_l2，該催化劑對污染物五氯苯酚(PCP)接近100％的降解。中國專利申請“可見光催化劑Bi₃O₄Br及其制備方法”（專利申請號201110435787.0公開日2012-07-11）利用鉍鹽和季銨鹽為原料，采取低溫水熱法來控制鹵氧鉍中不同原子的計量比，制備了新型可見光催化劑Bi₃O₄Br，該催化劑對羅丹明B有較好降解作用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種形貌新穎、光催化性能優良的可見光催化劑Bi₅O₇Br及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：可見光催化劑Bi₅O₇Br，具有由Bi₅O₇Br微米片組成的十字星形結構。

十字星形結構尺寸在10～25微米左右。

上述可見光催化劑Bi₅O₇Br，在可見光照射下，10分鐘內對羅丹明B100%降解，且重復使用5次催化活性無明顯降低。

上述可見光催化劑Bi₅O₇Br的制備方法，包括以下步驟：

<1>稱取3～7毫摩爾的鉍源溶于0.5～2.0mL的濃酸中，加少量水稀釋至10mL，攪拌均勻；

<2>稱取0.3～1.4毫摩爾的溴源溶于10mL的去離子水中，攪拌均勻；