[發明專利]一種二維復合可見光催化劑及其制備方法與應用有效

申請號：	201810004327.4	申請日：	2018-01-03
公開（公告）號：	CN108262050B	公開（公告）日：	2020-06-30
發明（設計）人：	吳東方;蘇肖肖	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	B01J27/06	分類號：	B01J27/06;C01B13/02
代理公司：	南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204	代理人：	柏尚春
地址：	210033 江蘇省南***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種二維復合可見光催化劑及其制備方法應用
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【說明書】：

本發明公開了一種二維復合可見光催化劑及其制備方法與應用，該催化劑以硝酸鉍為鉍源，十六烷基三甲基溴化銨為溴源，通過調節溶液pH值一步水熱合成方法制備獲得。由于新產生的Bi₄O₅Br₂相具有較小的禁帶寬度，因此它的引入有效地增加了復合材料的可見光響應效率，此外它與原有的BiOBr相在一步水熱條件下可以形成更好的相連接，可以明顯地促進光生電子空穴的轉移和分離。這種復合材料可見光催化劑相比于純的BiOBr和Bi₄O₅Br₂展示了更高的催化活性。該復合材料催化劑制備方法原料易得，生產成本低，對環境基本無污染。所制備的光催化劑，對可見光催化降解有機廢水，光催化還原重金屬及光解水有一定的理論意義和實用價值。

技術領域

本發明涉及光催化領域，更具體地說，涉及二維BiOBr-Bi₄O₅Br₂復合可見光催化劑及其制備方法與應用，所制備催化劑可以用來進行光催化降解有機廢水、光催化還原有毒重金屬及光解水等光催化領域研究及應用。

背景技術

光催化技術是指半導體材料受到光能激發，產生的電子空穴對可以進行一些化學反應，從而將光能轉化為化學能且不會造成二次污染的新技術，這項新技術在污水處理，有毒重金屬還原，光解水等方面有著廣泛的應用。自1972年起，TiO₂作為半導體光催化材料因其無毒，成本低等優點被廣泛使用，然而由于大約3.2eV的禁帶寬度，大大限制了太陽光的利用效率，因此設計在可見光響應，低成本，無毒無害的新型光催化材料有著重要的研究前景。

在眾多半導體催化材料，鉍系材料由于獨特的層狀結構而受到關注。BiOBr作為典型的鉍系材料，具有較窄的禁帶寬度(約2.6eV),有著良好的可見光響應，在環境保護領域具有廣泛的應用價值。但是單一相的光催化劑光生電子空穴易發生復合，使催化性能受限。因此通過半導體復合構建復合材料是目前促進光生電子和空穴的轉移和分離有效方法之一。例如BiOBr/TiO₂,BiOBr/CeO₂等復合材料已經被用來提高BiOBr的光催化性能。最近作為另一種鉍富集的材料Bi₄O₅Br₂，有著更小的禁帶寬度(約2.3eV)和更負的價帶導帶位置，呈現出比BiOBr更強的可見光響應效率，因此引起研究者的注意。但是同樣的，單一相的Bi₄O₅Br₂受到光生電子空穴對復合的阻礙，不能展示更高的光催化性能。Bi₄O₅Br₂/g-C₃N₄復合材料已被合成，提高單一相Bi₄O₅Br₂光催化性能。更重要的，很多報道也發現二維復合材料由于好的面面連接，可以更大程度的促進電子空穴對的轉移，例如二維BiOBr/Bi₂MoO₆,BiOBr/La₂Ti₂O₇等復合材料展示了更高的光催化活性。