[發明專利]一種片狀BiOCl光催化劑的制備方法及制得的光催化劑和應用

在審

• 申請號: 201710287040.2
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106984340A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 徐海明;夏東升;李東亞;蔡雨杰;孫磊;袁向娟;曹剛;孫靜宇
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B01J27/10
• 分類號: B01J27/10;C01G29/00;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司11570
• 代理人: 王俊杰

技術領域

本發明屬于光催化劑制備技術領域，尤其涉及一種片狀BiOCl光催化劑的制備方法及制得的光催化劑和應用。

背景技術

隨著經濟的不斷發展，人們的生活水平得到了極大的改善，但從中也暴露了很多問題。有毒有害、含致癌物質的污染廢水的大量排放嚴重威脅了人類的生存。雖然處理這些廢水的方式有多種，但最高效和環保的是光催化氧化技術。

光催化氧化技術是處理環境中持久性有毒有機污染物的有效方法之一，因而受到各國研究者的廣泛重視。常用的光催化材料為TiO₂。雖然TiO₂無毒性，且穩定性強但其只能吸收波長小于387nm的紫外光，在可見光照射下沒有光催化活性，對太陽能的利用率只有1％左右。因此亟需研制無毒、高率和穩定性好的光催化劑。

目前光催化劑的研究主要集中在以下兩個方面：一是通過摻雜、表面修飾和復合等方式對光催化劑進行改性，使其光響應范圍拓寬到可見光區域，通過提高對光的利用效率來改善催化劑的光催化活性。二是開發新型高效半導體光催化劑，使其具有較高的光生載流子分離和遷移效率，進而提高光催劑的光催化性能。雖然光催化劑的性能在近來得到了較大的提高，但離工程應用仍然還有一定的距離，具有制備方法復雜、污染大或者催化活性低等缺陷。

發明內容

針對背景技術中的上述缺陷，本發明的主要目的在于提供一種片狀BiOCl光催化劑的制備方法及制得的光催化劑和應用，制備方法簡單穩定，且制備得到了高效降解活性的片狀納米BiOCl光催化劑，其光響應范圍拓寬到可見光區域，并在可見光下可高效降解污染物。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種片狀BiOCl光催化劑的制備方法，所述方法包括：

(1)在水中加入硝酸鉍和木糖醇，超聲得到溶液；所述硝酸鉍和木糖醇的摩爾用量比例為：1：(0.5-10)；

(2)將步驟(1)得到的所述溶液置于封閉裝置中，所述封閉裝置設置一開孔用于滴入氯化物溶液，所述氯化物溶液滴入所述溶液中，攪拌均勻，得到混合物溶液；

(3)將步驟(2)得到的所述混合物溶液的pH值調節至5.5-6.5，得到反應物；

(4)將步驟(3)所得反應物在150-160℃下進行反應24-30h，得到沉淀；

(5)將步驟(4)得到的所述沉淀洗滌，干燥，得到片狀形貌的BiOCl。

作為進一步的優選，所述步驟(1)中，所述硝酸鉍和木糖醇的摩爾用量比例為：1：(0.65-6.5)。

作為進一步的優選，所述步驟(1)中，所述超聲時間為20-60min。

作為進一步的優選，所述步驟(2)中，所述攪拌轉速為500-1000r/min。

作為進一步的優選，所述步驟(2)中，所述氯化物選自氯化鉀、氯化鈉及氯化銨。

作為進一步的優選，所述步驟(3)中，將步驟(2)得到的所述混合物溶液的pH值調節至6.0。

作為進一步的優選，所述步驟(3)中，采用加入堿液調節所述混合物溶液的pH值，所述堿性溶液選自氫氧化鉀、氫氧化鈉及氨水。

作為進一步的優選，所述步驟(4)中，將反應物在160℃下進行反應24h。

作為進一步的優選，所述步驟(5)中，所述洗滌為：用去離子水清洗，倒掉上層澄清夜，再用乙醇清洗，直至上層清夜無色透明，除去乙醇，得到沉淀物；所述干燥為：將沉淀物放入40-80℃真空干燥箱中，烘干。

本發明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制得的BiOCl光催化劑，所述BiOCl光催化劑由方塊狀超薄納米片堆垛而成，所述納米片的橫向尺寸為50-400nm，厚度尺寸為20-100nm；吸收邊為370-382nm，禁帶寬度為2.9-3.1eV。

本發明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制得的BiOCl光催化劑的應用，所述光催化劑在可見光的照射下，可應用于有機廢水中降解有機污染物。

作為進一步的優選，所述有機污染物選自羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍及活性艷紅。