[發明專利]一種碘化銀/溴氧化鉍異質結光催化劑的制法和用途

在審

• 申請號: 201810279559.0
• 申請日: 2018-04-01
• 公開（公告）號: CN108620097A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 蔣峰芝;李領鑫;龍艷菊;陳宇;王珊;張思鳳;王路路
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: B01J27/08
• 分類號: B01J27/08;B01J35/08;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
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本發明提供了一種AgI/BiOBr異質結光催化劑的制備方法和用途。首先分別將鉍鹽物質和溴源物質溶于乙二醇，再將兩種溶液混合并攪拌1 h；將上述混合溶液轉移到反應釜中，在125?185℃下反應14?22 h，得到乳白色固體；將乳白色固體洗滌、干燥、研磨，得干燥的BiOBr粉末。將銀鹽溶于40ml去離子水后，將已制備好的BiOBr粉末加入到上述溶液中，將碘源滴加入到上述溶液中，攪拌60min后得到黃色沉淀；將黃色沉淀洗滌、干燥、研磨，得到的黃色粉末為AgI/BiOBr異質結光催化劑。將本發明所制備的AgI/BiOBr異質結光催化劑用于降解水中的有機污染物，該催化劑相對于商業TiO₂ (P25)、純相的AgI及純相的BiOBr等光催化劑具有更高的可見光催化活性。

技術領域

本發明屬于半導體光催化領域，具體涉及一種碘化銀/溴氧化鉍異質結光催化劑的制備方法及其用途。

背景技術

環境內分泌干擾物(Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)是指一類可通過干擾生物體內保持自身平衡和調節發育過程天然激素的合成、分泌、運輸、反應和代謝等過程的外源性化學物質，從而對生殖系統、神經系統、心血管、新陳代謝和免疫系統等功能的正常運行產生影響。EDCs包括天然的和人工合成的化合物，天然的比如植物雌激素和天然雌激素，人工合成的包含一些藥物制劑、農藥和各類工業化學品等。環境中的EDCs部分來自人和動物、植物的分泌物，其余是通過人工合成的化合物在制造、儲存、使用及處理階段釋放到環境中，這些EDCs具有濃度低（ng-μg/L級）、毒性大、難降解、易蓄積等特點，通過生物界內食物鏈蓄積效應，大量的EDC_S存在于動物體內，進而對動物和人類帶來巨大的威脅，逐漸破壞生態環境。

半導體光催化氧化技術是一種新型水處理技術，對多種環境內分泌干擾物有明顯的降解效果，具有廣泛的應用前景。近年來, 具有可見光活性的鉍系光催化劑引起了人們的廣泛關注，其中鹵氧化鉍BiOX（X=Cl、Br、I）因其獨特的層狀結構、適合的禁帶寬度和高的穩定性，成為半導體光催化劑研究的一個新方向。廣泛應用于催化、光學涂層、固體燃料電池、氣體傳感器和玻璃制造等領域。BiOBr 屬于間接帶隙半導體, 禁帶寬度為2.6-2.9eV,BiOBr 在水中受到能量高于其帶隙能的光照射時, 會產生導帶電子和價帶空穴, 它們分別與O₂和H₂O等反應產生具有氧化活性的自由基, 如?O₂^-和?OH等, 這些自由基可與光催化劑表面吸附的有機污染物發生氧化還原反應, 使其降解。利用BiOBr 作為半導體光催化劑將在水污染處理中顯示出廣闊的應用前景。

但是，單一的BiOBr 仍然存在以下問題：禁帶寬度較大約為2.75eV（需要的激發能高）；光生電子與空穴容易再結合，導致量子效率低；光催化活性較低，這些缺陷制約了其在環境方面的實際應用。為了進一步提高光催化劑的活性，人們通過構建異質結等方法抑制電子與空穴的再結合、拓展光催化劑對光的吸收范圍，從而提高光催化劑的活性。

研究發現，以BiOBr為基礎合成異質結材料是一種提高光催化活性的有效方法。具體示例如下：