[發明專利]Cu（I）改性光催化材料、其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710046902.2
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106732630B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 王東升;李文濤;耿欣;肖峰;鄒瑜斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J23/843
• 分類號: B01J23/843;B01J20/02;C02F1/28;C02F1/30;C02F1/72
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種Cu(I)改性光催化材料、其制備方法及其應用。該Cu(I)改性光催化材料如下制備：步驟1、將銅鹽與硝酸鉍溶于含體積分數為10％冰醋酸的乙二醇中，配制成溶液；步驟2、向上述溶液中加入溴化鉀溶液；步驟3、在高溫下反應一段時間后冷凍干燥。本發明將一價銅摻雜進入光催化材料中，用于降解水中的新興污染物；操作方法簡單、易行、原料易得、成本低廉，可以在實際工作中得到廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，更具體地涉及一種Cu(I)改性光催化材料，可以明顯降低催化劑的投加量。

本發明還涉及制備上述催化材料的方法及其應用。

背景技術

可見光光催化技術因具有反應條件溫和、能耗低、操作簡便以及可利用太陽光作為反應光源等特點，在環境污染治理和能源開發方面發揮著越來越重要的作用?？梢姽獯呋夹g的關鍵在于新型可見光催化劑的制備及其改性，傳統的可見光催化劑存在效率低且回收利用相對較難等缺點，如何提高可見光催化劑的效率，實現其可持續循環利用成為國內外光催化領域的研究熱點。

在眾多的污染治理技術中，光催化技術以其環境友好型以及可實現深度治理的特點，受到了科研工作者的關注。通常，光催化過程中產生的空穴(h⁺)、羥基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂^-)有強氧化能力，能夠與污染物發生氧化還原反應，實現污染物分子的完全降解，并最終分解為CO₂、H₂O和無毒的無機物等。

鉍系光催化材料，由于具有良好的紫外光和可見光光催化活性、獨特的層狀結構以及高的光穩定性，越來越受到人們的關注。盡管有相當多的研究報道了其具有良好光催化活性，為實現其在實際應用中發揮價值，必須進一步提高鉍系光催化材料的光催化活性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有高效光催化效果的催化材料。

本發明的又一目的在于提供一種制備上述催化材料的方法。

為實現上述目的，作為本發明的一個方面，本發明提供了一種制備 Cu(I)改性光催化材料的方法，包括以下步驟：

步驟1、將銅鹽與硝酸鉍溶于含體積分數為10％冰醋酸的乙二醇中，配制成溶液；

步驟2、向上述溶液中加入溴化鉀溶液；

步驟3、在高溫下反應一段時間后冷凍干燥。

作為本發明的另一個方面，本發明還提供了一種通過如上所述的制備 Cu(I)改性光催化材料的方法制備得到的Cu(I)改性光催化材料。

作為本發明的再一個方面，本發明還提供了一種如上所述的Cu(I) 改性光催化材料在可見光催化處理水中污染物領域的應用。

基于上述技術方案可知，本發明的Cu(I)改性光催化材料具有如下特點：

(1)在鉍系光催化材料中引入了Cu(I)，將銅鹽與鉍系光催化材料相結合，可通過金屬的表面等離子共振效應，極大地提高光催化效率，并能增大催化材料的比表面積，增強其吸附性能；

(2)操作方法簡單易行，原料易得，成本低廉，實際應用的可能性較大；

(3)在雙氧水存在的條件下，光催化降解效果非常優異。

附圖說明

圖1為本發明所制備的x-CB樣品的XPS圖譜；

圖2A、圖2B分別為BiOBr和0.025-CB樣品的SEM圖譜：

圖3A為不同光催化劑對磺胺甲惡唑(SMX)的降解隨光照時間的濃度變化C/C₀的曲線圖；