[發(fā)明專利]BiOX-Bi4

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810093653.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN108187699B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭銀;徐健;毛艷鴿;劉婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/06
• 分類號(hào): B01J27/06
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 鄒飛艷;張苗

本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，公開了一種BiOX?Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)及其制備方法和應(yīng)用，其中，X為Cl、Br和I中的一種，該BiOX?Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)可形成內(nèi)電場(chǎng)有利于光生電子?空穴對(duì)的分離，從而具有高的催化性能，并且，該制備方法簡(jiǎn)單，不僅克服科研難題，并且合成步驟簡(jiǎn)單，得到的BiOX?Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)形貌可控，光催化過程中穩(wěn)定性較好，重復(fù)利用率較高，具有較大的科研和應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料，具體地，涉及一種BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

化石燃料在我們生活的各個(gè)環(huán)節(jié)都是不可或缺的，不可再生和逐漸減少的儲(chǔ)量已經(jīng)造成了能源危機(jī)，而且消耗時(shí)也伴隨著嚴(yán)重的環(huán)境污染。目前，半導(dǎo)體光催化技術(shù)被認(rèn)為是解決這兩個(gè)問題較有前景的技術(shù)。然而，單一半導(dǎo)體光催化劑量子效率低主要由于其自身固有的一些缺陷，如光生電子-空穴對(duì)的快速復(fù)合(壽命短)、光響應(yīng)范圍受限等，導(dǎo)致其光催化活性低。大量研究結(jié)果表明，構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)構(gòu)是最為有效的提高半導(dǎo)體光催化劑量子效率的途徑之一。半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)完美地將不同功能半導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，不僅拓寬了異質(zhì)結(jié)催化劑的可將光范圍，而且由于能帶的差異，在界面處形成能級(jí)階梯，有利于光生電子-空穴對(duì)的快速分離與傳遞，從而提高光催化劑的量子產(chǎn)率。BiOBr-Bi₄O₅Br₂作為鉍系化合物中一類重要的半導(dǎo)體光催化材料，由鉍氧層[Bi₂O₂]²⁺和雙[Br]^-離子層沿c軸方向交替排列構(gòu)成獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，這種層狀結(jié)構(gòu)可以在[Bi₂O₂]²⁺層和[Br]^-層之間形成內(nèi)電場(chǎng)有利于光生電子-空穴對(duì)的分離，從而具有高的催化性能。目前，關(guān)于BiOBr-Bi₄O₅Br₂高質(zhì)量界面異質(zhì)結(jié)催化劑的合成及光催化性能少有被報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)及其制備方法和應(yīng)用，該BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)可形成內(nèi)電場(chǎng)有利于光生電子-空穴對(duì)的分離，從而具有高的催化性能，并且，該制備方法簡(jiǎn)單，得到的BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)形貌可控，在光催化過程中穩(wěn)定性較好，重復(fù)利用率較高，具有較大的科研和應(yīng)用價(jià)值。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)，所述 BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)的X射線衍射圖(XRD)中既包括Bi₄O₅X₂的衍射吸收峰，又包括BiOX的衍射吸收峰，且Bi₄O₅X₂的衍射吸收峰的高度與BiOX 的衍射吸收峰的高度相接近；其中，X為Cl、Br和I中的一種。

本發(fā)明還提供一種前文所述BiOX-Bi₄O₅X₂異質(zhì)結(jié)的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)將含有Bi³⁺、X^-和葡萄糖的水溶液進(jìn)行加熱反應(yīng)； (2)將反應(yīng)產(chǎn)物于400-500℃煅燒；其中，水溶液中Bi³⁺、X^-和葡萄糖的物質(zhì)的量之比為1：0.8-1.0：0.056-0.56；其中，X為Cl、Br和I中的一種。