[發(fā)明專利]一種Bi4O5Br2中空球及以微乳液為模板的制備方法

在審

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• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106582726A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 孫成;茅丹俊;丁珊珊;戴菀萱;王菲;楊紹貴;何歡
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J35/08;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發(fā)明屬于納米光催化材料制備領域，具體涉及一種以微乳液為模板制備Bi₄O₅Br₂中空球的方法。

背景技術

環(huán)境污染和能源危機是人類社會面臨的兩大主要問題，已經對人類和其他生物的生存產生了嚴重的威脅。在過去的二十年里，由于在太陽能的能量轉換和環(huán)境治理上具有廣闊的應用前景，半導體基光催化技術已經被人們廣泛的研究。然而，寬帶隙半導體，例如二氧化鈦，氧化鋅，和二氧化錫，僅能夠吸收紫外光(波長<400nm，大約占總太陽光的4％)；而窄帶隙半導體，例如氧化鐵，氧化銅，和硫化鎘，通常是由于其高載流子復合率，低的電子傳導率，低氧化，或光穩(wěn)定度較差等，極大地限制了其實際應用。因此，開發(fā)新型高效穩(wěn)定的可見光催化劑是必不可少的，近年來，在這一領域相應的研究已成為最熱門的話題之一。

鹵氧鉍(BiOX,X＝Cl,Br and I)是一種重要的V-VI-VII三元化合物，呈四方晶型結構。鹵氧鉍具有獨特的層狀結構，能夠有效分離光生電子和空穴對，因此具有卓越的光催化活性。其中，BiOBr因其具有合適的帶寬結構和高效的可見光催化活性，吸引了研究者的廣泛關注。盡管有這些優(yōu)良的優(yōu)點，但低的光吸附效率和高的光生電子空穴復合率大大限制了其實際應用。因此，許多科學工作者決心去探索有效的方法來進一步提高BiOBr的光催化性能。到目前為止，諸如形貌控制，暴露不同晶面和異質結雜化等方法已經被用于修飾和改善BiOBr的催化性能。最近，一種鉍富集的策略被證明能夠優(yōu)化BiOBr的光催化活性。密度泛函理論計算表明溴氧鉍的價帶頂主要是由Br 4p和O 2p軌道組成，而價帶底主要是Bi 6p軌道構成。因此，減小Bi:O能夠減小價帶邊緣和降低禁帶寬度，呈現出比BiOBr更強的可見光吸附能力。盡管一些鉍富集的溴氧鉍，如Bi₁₂O₁₇Br₂,Bi₅O₇Br,Bi₃O₄Br,Bi₂₄O₃₁Br₁₀and Bi₄O₅Br₂已經被制備出來，但是對其制備、形貌調控和光催化性質的研究仍然處于初始階段。到目前為止，還沒有關于制備Bi₄O₅Br₂中空球的方法。

發(fā)明內容

1.發(fā)明要解決的技術問題

針對現有技術的有機污染物鄰苯基苯酚(OPP)的降解需要高效的可見光催化劑的問題，本發(fā)明提供了一種Bi₄O₅Br₂中空球及以微乳液為模板的制備方法，所制備得到的Bi₄O₅Br₂中空球在可見光下對OPP的降解可有更好的光催化活性。

2.技術方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術方案為：

一種制備Bi₄O₅Br₂中空球的方法，其步驟為：

第一步、將硝酸鉍溶解于酸溶液中，得到溶液A；

第二步、將離子液體溴化1-辛基-3-甲基咪唑和非離子表面活性劑TX-100(曲拉通X-100，英文別名Triton X-100)，溶于蒸餾水中，常溫磁力攪拌1h形成微乳液B；在反應過程中，離子液體[Omin]Br不僅作為溴源和溶劑，同時也作為油相形成微乳液B，對Bi₄O₅Br₂中空球的形成有著至關重要作用。

第三步、將溶液A與微乳液B混合，其中溶液A與微乳液B的體積比為1:5，控制pH為8-12，攪拌；在反應過程中，離子液體[Omin]Br不僅用作溴源和溶劑，同時也作為油相形成微乳液B，對Bi₄O₅Br₂中空球的形成有著至關重要的作用。

第四步、倒入高壓釜中，水熱反應；