[發明專利]Bi1-x-yErxYbyOBr/BiOCl上轉換光催化材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610101128.6
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105688949A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 蒲錫鵬;呂冬冬;張大鳳;蘇昌華;尹杰;李業成
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到光催化劑的無機合成領域，尤其是涉及一種硫化鎘/石墨烯復合材料的制備方法。

背景技術

隨著工業的發展，環境問題已經成為人類所面臨的重大問題。如何高效、綠色地解決水污染問題成為目前的研究熱點。其中，以二氧化鈦為代表的半導體材料具有光催化活性高、穩定性好、成本低等優點，成為光催化領域的研究熱點，可廣泛應用于污水處理和空氣凈化。但是，這些材料由于禁帶寬度大（>3.0eV），只有利用太陽光中的紫外光；而紫外光大約只占太陽光總能量4％，大部分的太陽光能量都分布在可見光區（約48％）和近紅外光區（約44％），所以將光催化材料的響應波長擴散至紅外樂隊的范圍是目前光催化研究領域的熱點之一，也是其走向實際應用的關鍵。

目前，報道的用各種方法，如離子摻雜、貴金屬沉積、染料敏化等，修飾和改性的二氧化鈦的吸收波長已經達到了500nm左右；但仍不能將響應波長擴散至紅外光區域。為了獲得紅外光響應的光催化材料，最多的做法是將稀土摻雜的具有上轉換性能的材料與可見光響應的光催化材料復合得到，即利用上轉換性能的材料，把紅外光轉換為短波長的可見光，進一步得到的可見光再激發與之復合的可見光響應的光催化材料，從而實現紅外光催化的目的。如，上海交通大學朱南文等在中國發明專利（ZL201310044148.0）中描述的了一種Yb³⁺-Er³⁺-Tm³⁺摻雜CaF₂基質負載Cr³⁺-Bi₂WO₆上轉換光催化材料的制備方法，該方法是采用水熱法先制備出Yb³⁺-Er³⁺-Tm³⁺摻雜CaF₂基質，然后再通過二次水熱法將Cr³⁺-Bi₂WO₆負載到Yb³⁺-Er³⁺-Tm³⁺摻雜CaF₂基質上，最終獲得上轉換光催化材料。中國發明專利（ZL201010586791.2）也報導了公開了一種上轉換發光材料改性的光催化劑及其制備方法，方法也是首先采用水熱法制備上轉換發光材料，然后將納米TiO₂通過物理吸附負載至上轉換發光材料表面。

但是，這些材料均需要長時間的水熱處理，制備時需要高壓水熱釜，水熱制備時間長，過程復雜，不適于大規模生產。

發明內容

針對現有問題，本發明提供了一種Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上轉換光催化材料及其制備方法。該材料不僅可以強烈吸收980nm左右的紅外光，將其轉為短波長光，從而有效降解水中有機污染物，還可以有效吸收可見光中長波長的光，所以，該Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上轉換光催化材料具有優異的紅外光光催化性能；所述制備方法不需要復雜的設備，操作簡單快速。

本發明提供了一種Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上轉換光催化材料及其制備方法。所得Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上轉換光催化材料具有優異的紅外光催化性能，在污水處理等領域有著廣闊應用前景；該制備方法具有溫度低、過程簡單、易于操作、可用于大批量生產等優點。

本發明的技術方案是：一種Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上轉換光催化材料，0.01≤x≤0.03，0.05≤y≤0.2。

所述的Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上轉換光催化材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照化學計量比稱取硝酸鉍、硝酸鐿、硝酸鉺，加入適量去離子水中，攪拌得到混合液；

（2）稱取溴化銨和尿素加入上述混合液；

（3）將該混合液加熱蒸發至膠狀，繼續加熱至燃燒并伴隨著大量氣體放出，得到Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr粉體；