[發明專利]一種鹵氧化鉍光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410106814.3
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103878000A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 黃應平;李新玉;方艷芬;陸朝陽
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;C01G29/00;A62D3/17;A62D101/28;A62D101/26
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種可見光響應的光催化劑鹵氧化鉍及其制備方法，并將其應用于降解環境中有毒有機污染物。

背景技術

光催化氧化技術是一種新型化學氧化處理方法，可以成功解決其他高級氧化方法去除水體中有毒有機化合物帶來二次污染的缺陷，同時具有工藝運行簡單、易操作、催化劑價格便宜、以太陽光作為光源去除大多數的有機物等優點。既然為光催化氧化技術一個很重要的元素是光催化劑，研究最多的光催化劑是二氧化鈦，但是由于其禁帶寬度較大、可見光利用率低、光生電子-空穴對復合率高等缺點限制了其進一步的應用。鉍系光催化劑具有良好的催化性能，特別是在可見光范圍內有明顯的吸收，這是它們顯著的特點和優勢。鉍系光催化劑除了常見的氧化物、與其他金屬形成的復合氧化物外，還可以與其他非金屬形成復合氧化物，比如與鹵素形成的鹵氧化鉍（BiOX，X=F、Cl、Br、I）。

BiOX是一種新型的半導體材料，具有獨特的電子結構、良好的光學性質和催化性能，可以很好的響應可見光，因而具有很高的催化活性，且隨著鹵素原子序數的增加光催化活性逐漸增強，因此BiOX成為光催化劑研究的一個新方向。

該類光催化劑在降解水中污染物方面的應用已有一些報道，此類文獻有《危害材料學報》，2009,?167:?803–809上發表的“以CTAB為模板和溴源制備薄層狀BiOBr光催化劑”（WenzhongWang.?Preparation?of?BiOBr?lamellar?structure?with?high?photocatalytic?activity?by?CTAB?as?Br?source?and?template.?Journal?of?Hazardous?Materials）、《催化通訊》，2010,?11(5):?460-464上發表的“以由NaBiO₃為鉍源制備BiOX光催化劑及其催化活性研究”（Chang?X.?BiOX?(X=?Cl,?Br,?I)?photocatalysts?prepared?using?NaBiO₃?as?the?Bi?source:?Characterization?and?catalytic?performance.?Catalysis?Communications）、《固體化學》，2013,?199:?224–229發表的“BiOBr的合成、表征及其光催化活性”（Caimei?Fan.?Synthesis,?characterization,?and?photocatalytic?properties?of?BiOBr?catalyst.?Journal?of?Solid?State?Chemistry）、《材料化學》，2012,?22,?22840發表的“一步合成富氧溴氧化鉍及其結構光催化活性特性”（Junmin?Nan.?Oxygen-rich?bismuth?oxyhalides:?generalized?one-pot?synthesis,?band?structures?and?visible-light?photocatalytic?properties.?Journal?of?Materials?Chemistry）這些制備方法得到的鹵氧化鉍雖然有一定的光催化活性，但普遍存在著使用有機化合物帶來二次污染或可見光光催化效率低的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服以往制備鹵氧化鉍光催化劑的缺點，提供一種采用鉍酸鈉為鉍源，采用無機及有機鹵源制備鹵氧化鉍光催化劑。

本發明是這樣實現上述目的的：

一種鹵氧化鉍光催化劑，以鉍酸鈉（NaBiO₃）為鉍源，鹵化鈉（NaX）或溴酸鉀（KBrO₃）或十六烷基三甲基鹵化銨（CTAB）或鹵代十六烷基吡啶（CPB）或四丁基鹵化銨（TBB）為相應的鹵源制備得到高結晶度的納米級鹵氧化鉍催化劑。