[發明專利]一種BiOI/Zn2GeO4異質結可見光催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201510079772.3
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104646040A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 王曉東;閆濤;魏琴;杜斌;劉紅燁;孫蒙;閆良國;李蒙蒙
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于環境污染治理技術領域，具體涉及BiOI/Zn₂GeO₄異質結可見光催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

環境污染控制與治理是人類二十一世紀面臨和亟待解決的重大課題，光催化技術是近年發展起來的一項以環境污染治理為應用背景的高新技術。光催化過程是光誘導的氧化-還原過程，具有室溫深度反應、可直接利用太陽光作為光源來活化催化劑、無二次污染等獨特性能，是理想的環保新技術。光催化劑是光催化技術的核心，是光催化產品開發和推廣應用的基礎。制備半導體光催化劑的關鍵在于如何有效提高太陽光利用率和電子空穴分離效率。但是，目前所開發的半導體光催化劑普遍存在可見光利用率低，這一制約光催化技術廣泛工業應用的重大問題。

雙酚A（Bisphenol?A）是一種常見的環境內分泌干擾物，具有雌激素特性，微量甚至痕量級濃度也可誘發哺乳動物及人類的生殖障礙、發育異常及某些病理性損傷等。雙酚A是生產環氧樹脂、聚碳酸酯和抗腐蝕的不飽和聚苯乙烯酯樹脂的重要原料，這些樹脂被大量用于輸配水材料、嬰兒奶瓶、微波爐飯盒、茶具、飲料瓶（桶）、防水（腐）涂料及其它食品包裝材料中。目前，在污水、河流、海洋、地下水、蓄水池飲用水甚至桶裝飲用水中均已發現存在BPA。隨著科技的發展，傳統去除方法如膜技術、反滲透技術以及吸附劑作用僅能實現污染物的相轉移，這些技術在很多國家已被取替；另外，活性污泥以及微生物方法在近年來研究中通過分子印跡、固定床菌屬培養等技術期以實現有效性及專一性的大幅度提高。但滿足這些要求時，需要耗費大量資金、工程技術及設備，同時微生物降解內分泌干擾物類有機物的菌種培養成本高且降解時間較長。光催化氧化技術憑借高反應活性的化學物質降解有機污染物，特別是微量及持久性難生物降解的有機物，可以在短時間內將其轉化成可生物降解的小分子物質。因此，利用光催化技術處理內分泌干擾物BPA的研究是當前研究的熱點。

發明內容

本發明的目的在于針對技術背景中存在的問題，提供一種可見光響應的復合光催化劑的制備方法及其應用。通過化學沉淀制備法將電子/空穴分離效率高的寬禁帶半導體與寬光譜吸收的窄禁帶半導體進行復合，解決現有技術中光催化劑光響應范圍窄、電子空穴分離效率低的問題，通過實驗探索出制備可見光響應的復合光催化劑的溫度、溶劑、復合配比等影響可見光響應的復合光催化劑制備的因素。該制備方法簡單易行、不需要復雜昂貴的設備、合成條件較溫和，具有一定的普適性。

本發明是通過如下的技術方案實施的，具體按照以下步驟實施：

（1）Zn₂GeO₄納米棒的制備

采用溶劑熱法合成Zn₂GeO₄納米棒，將2?mM?GeO₂和1?mM?Zn(CH₃COO)₂?2H₂O溶于40?mL乙二胺與水的體積比為?3:?3~5的混合溶劑中，磁力攪拌60分鐘，將其轉入50?mL聚四氟乙烯的反應釜中，于160?~?200?℃反應16?~?36?小時，用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次，待高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用乙醇和去離子水分別洗滌3次，將產物置于80?℃烘箱中，烘干8?h；

（2）BiOI/Zn₂GeO₄異質結可見光催化劑的制備