[發(fā)明專利]一種Bi2O2CO3光催化劑的制備方法及制得的Bi2O2CO3光催化劑和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710287345.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN107010664B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐海明;夏東升;李東亞;袁向娟;曹剛;孫磊;鞏嘉楊;孫靜宇;蔡雨杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/232
• 分類號(hào): B01J27/232;C01G29/00;C02F1/30;C02F1/32;C02F101/30
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 王俊杰

本發(fā)明提供了一種Bi₂O₂CO₃光催化劑的制備方法及制得的Bi₂O₂CO₃光催化劑和應(yīng)用，所述制備方法包括：(1)在硝酸鉍和尿素中加入水，以及滴加氯化物溶液，攪拌形成鉍前驅(qū)體；所述硝酸鉍和尿素的摩爾用量比例為：1：(1?20)；(2)采用堿性溶液將鉍前驅(qū)體的pH值調(diào)為5.0?6.5，形成反應(yīng)物；(3)將反應(yīng)物在150?160℃下進(jìn)行反應(yīng)24?30h，得到沉淀；(4)將步驟(3)得到的所述沉淀洗滌，干燥，得到片狀結(jié)構(gòu)的Bi₂O₂CO₃微納米片光催化劑粉體。本發(fā)明所述制備方法過(guò)程中所用試劑均為無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)二次污染的綠色試劑，且在催化劑使用過(guò)程中也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。本發(fā)明制得的Bi₂O₂CO₃光催化劑具有良好的光催化活性，應(yīng)用于降解廢水時(shí)催化效率高，且具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境化工光催化水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Bi₂O₂CO₃光催化劑的制備方法及制得的Bi₂O₂CO₃光催化劑和應(yīng)用。

背景技術(shù)

光催化技術(shù)在解決能源和環(huán)境問(wèn)題方面具有重要的應(yīng)用前景，因此受到了廣泛關(guān)注。在光催化領(lǐng)域中，TiO₂由于具有高光催化活性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、價(jià)格便宜、無(wú)毒等優(yōu)良特性，因而稱為研究最為廣泛的光催化劑之一。但是TiO₂光激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的電子與空穴非常容易復(fù)合，使得光量子效率較低。因此，開發(fā)出新型半導(dǎo)體光催化劑成為主要的研究工作之一。

目前，Bi系復(fù)合光催化半導(dǎo)體具有良好的光催化活性，逐漸發(fā)展成為了光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Bi₂O₂CO₃是一種Aurivillius型氧化物，是由[Bi₂O₂]²⁺層和 CO₃^2-層交替組成的層狀結(jié)構(gòu)。Bi₂O₂CO₃作為一種功能性半導(dǎo)體材料已經(jīng)滲透到人類的生產(chǎn)和生活中，特別是在于醫(yī)藥、鉍鹽生產(chǎn)、塑料添加劑和化妝品附著劑等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用；同時(shí)Bi₂O₂CO₃因其獨(dú)特的光學(xué)性能，使其在能源利用與環(huán)境保護(hù)方面顯示出誘人的前景，被認(rèn)為是一種潛在的光催化劑材料，尤其是作為一種新型半導(dǎo)體光催化材料，在光催化氧化和還原方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，特別是在光解水和降解有機(jī)污染物等方面具有顯著的發(fā)展前景，受到了廣大科研工作者的廣泛關(guān)注并進(jìn)行了深入的研究。然而在當(dāng)前制備Bi₂O₂CO₃的過(guò)程中常用的表面活性劑(模板劑/結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑)可能會(huì)在催化劑內(nèi)殘留，或者在水熱處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生分解產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)等問(wèn)題。在環(huán)保日益重要的今天，使其難以大規(guī)模合成，因而限制了材料的推廣應(yīng)用受限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的之一在于提供一種Bi₂O₂CO₃光催化劑的制備方法，所述制備方法在制備過(guò)程中所用試劑均為無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)二次污染的綠色試劑，且在催化劑使用過(guò)程中也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種Bi₂O₂CO₃光催化劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)在硝酸鉍和尿素中加入水，以及滴加氯化物溶液，攪拌形成鉍前驅(qū)體；

所述硝酸鉍和尿素的摩爾用量比例為：1：(1-20)；