[發明專利]一種BiOCl/g-C3N4/Bi2O3復合粉體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611060038.3
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106732715B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 任慧君;王琛;談國強;趙程程;許馳
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 岳培華<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供了一種BiOCl/g?C₃N₄/Bi₂O₃復合粉體及其制備方法和應用，先以Bi(NO₃)₃·5H₂O和NH₄VO₃為原料配制前驅液，利用水熱法制備出立方相Bi₂O₃微晶；再將尿素通過煅燒法制備出g?C₃N₄；再將g?C₃N₄和Bi₂O₃混合并加入甲醇進行超聲反應，得到g?C₃N₄/Bi₂O₃粉體，最后加入鹽酸進行超聲反應，得到BiOCl/g?C₃N₄/Bi₂O₃復合粉體。本發明結合傳統的水熱法、煅燒法、鹽酸浸泡法以及超聲合成法制得了BiOCl/g?C₃N₄/Bi₂O₃復合粉體，該復合粉體具有較高的吸附特性和光催化特性，在可見光照射下對有機污染物有很高的光催化效果，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于功能材料領域，涉及一種BiOCl/g-C₃N₄/Bi₂O₃復合粉體及其制備方法和應用。

背景技術

隨著工業化的不斷深入，日益增長的環境問題逐漸威脅到了人類社會的可持續發展。半導體光催化是解決這些環境問題的一種非常好的選擇，因為它意味著可以采用一種綠色的方式直接利用太陽光降解污染物。考慮到在光催化過程中光生載流子發揮了主要的作用，一個活性高的光催化劑應該擁有比較寬的光譜吸收范圍和非常高的量子產率。將兩種或三種能帶匹配的窄帶隙半導體復合，光生載流子在兩種或三種復合的半導體之間的轉移將會提高量子產率。

Bi₂O₃、g-C₃N₄和BiOCl是目前三種研究非常熱門的窄帶隙半導體光催化劑。Bi₂O₃因帶隙能可調性、高性能氧離子電導以及具有多種晶型等特性被廣泛應用于光學薄膜、光伏電池、燃料電池、化學傳感器以及催化等領域。Bi₂O₃作為一種重要的功能材料，因具有禁帶寬度較窄(2.8eV左右)、氧空位多、光導特性良好等優點，使其對太陽光有較高的利用率、氧化能力強，是一種具有可見光響應的半導體光催化材料。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其在常溫下具有高的熱穩定性和化學穩定性、原料來源豐富、無毒且不含金屬、特殊的電子結構和能帶結構等優異性能，可以直接對可見光表現出良好的吸收和利用，并且在可見光催化產氫和降解污染物領域顯示出了良好的活性，備受光催化領域的廣泛關注。BiOCl是一種新型的光催化劑，它是鹵氧化鉍家族中組成最簡單的一員，晶體是由[Bi₂O₂]和[Cl]結構單元組成，具有層狀結構。這種層狀結構有助于在光催化過程中光生載流子的轉移，提高光催化劑的量子效率。正是由于 BiOCl層狀結構和合適的禁帶寬度的，較好的光催化活性，使其成為一種非常有潛力的光催化材料。

迄今為止，實現BiOCl、g-C₃N₄和立方相Bi₂O₃三者復合的工作尚未見報道，也沒有專利和文獻報道過制備BiOCl/g-C₃N₄/Bi₂O₃復合粉體的方法。

發明內容