[發(fā)明專利]石墨烯負(fù)載氯氧化鉍-堿式碳酸氧化鉍光催化劑及其制法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810876015.2 | 申請(qǐng)日： | 2018-08-03 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN109092340A | 公開（公告）日： | 2018-12-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 秦艷利;趙鵬羽;楊艷;王雨晴;孫博惠 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 沈陽(yáng)理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J27/236 | 分類號(hào)： | B01J27/236;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38 |
| 代理公司： | 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109 | 代理人： | 馬海芳 |
| 地址： | 110159 遼*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 光催化劑 石墨烯 堿式碳酸 氯氧化鉍 氧化鉍 制法 制備 硝酸鉍水溶液 形貌 光催化效率 石墨烯溶液 氯化鉀 檸檬酸 電子空穴 取向生長(zhǎng) 光催化 水中 催化劑 聚合 復(fù)合 | ||
一種石墨烯負(fù)載氯氧化鉍?堿式碳酸氧化鉍光催化劑及其制法，屬于光催化領(lǐng)域。該光催化劑包括石墨烯和BiOCl?(BiO)2CO3光催化劑，BiOCl?(BiO)2CO3光催化劑分布在石墨烯的表面。其制備方法為：先制備(BiO)2CO3，將氯化鉀、檸檬酸和(BiO)2CO3溶于水中，然后與硝酸鉍水溶液混合，60～90℃反應(yīng)1～5h，將得到BiOCl?(BiO)2CO3光催化劑和石墨烯溶液，在3～4MPa，于140～180℃反應(yīng)1～5h，得到該光催化劑。該催化劑進(jìn)一步抑制了BiOCl?(BiO)2CO3電子空穴對(duì)的復(fù)合，也會(huì)改變BiOCl?(BiO)2CO3聚合形貌，使BiOCl向著(001)取向生長(zhǎng)。石墨烯負(fù)載Bi?BiOCl?TiO2光催化劑光催化效率得到極大提高，最高可至99.2％。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯負(fù)載氯氧化鉍-堿式碳酸氧化鉍光催化劑及其制法。
背景技術(shù)
環(huán)境污染問(wèn)題是21世紀(jì)人類面臨的重大挑戰(zhàn)之一。一種嶄新的凈化技術(shù)，納米光催化技術(shù)在室內(nèi)空氣污染治理中展現(xiàn)出了誘人的應(yīng)用前景。這種凈化技術(shù)的光催化過(guò)程是在常溫常壓下進(jìn)行，具有高效率，低成本，對(duì)環(huán)境和人體無(wú)害等特點(diǎn)，是當(dāng)前最先進(jìn)的空氣凈化技術(shù)之一。堿式碳酸鉍((BiO)2CO3)，作為一種典型的成員Aurivillius相關(guān)的氧化物家族，已成為光催化降解有機(jī)染料的熱點(diǎn)。不幸的是，純粹(BiO)2CO3光催化劑具有較寬寬禁帶寬度。BiOCl晶體結(jié)構(gòu)屬干PbFCl型四方品系結(jié)構(gòu)，空問(wèn)群為P4nmm，對(duì)稱性為D74h，其體結(jié)構(gòu)參數(shù)為a＝b＝0.3891nm,c＝0.7369nm,c/a＝1.8939。其中的帶隙為3.5ev，是紫外光響應(yīng)的光催化劑。然而BiOCl的禁帶寬度較大，導(dǎo)致對(duì)太陽(yáng)能的利用率低，限制了BiOCl的應(yīng)用。
石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。石墨烯是一種二維晶體，最大的特性是其中電子的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。近年來(lái)，石墨烯因?yàn)槠涓叩谋砻娣e、透明性、導(dǎo)電性和與其他吸附劑良好的面接觸性，作為一個(gè)高潛力的材料被越來(lái)越多的用于光催化領(lǐng)域，以提高材料的光催化性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的關(guān)鍵問(wèn)題是，提供一種石墨烯負(fù)載氯氧化鉍-堿式碳酸氧化鉍光催化劑及其制法。該石墨烯負(fù)載氯氧化鉍(BiOCl)-堿式碳酸氧化鉍(BiO)2CO3光催化劑，該催化劑可進(jìn)一步抑制了BiOCl-(BiO)2CO3電子空穴對(duì)的復(fù)合，同時(shí)也會(huì)改變BiOCl-(BiO)2CO3聚合形貌，使BiOCl向著(001)取向生長(zhǎng)。與純BiOCl光催化性能，石墨烯負(fù)載Bi-BiOCl-TiO2光催化劑光催化效率得到極大提高，最高可至99.2％。
本發(fā)明的一種石墨烯負(fù)載氯氧化鉍-堿式碳酸氧化鉍光催化劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：制備(BiO)2CO3溶液
(1)按配比，稱量原料，將碳酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，溶于去離子水中，攪拌均勻，得到混合物A；其中，按固液比，碳酸鈉：十六烷基三甲基溴化銨：去離子水＝(3～3.5)g：(0.5～0.7)g：(45～50)mL；
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