[發明專利]一種碲酸鉍/氧化鉍異質結材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201811005665.6
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109046395B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 黃彥林;米龍慶;秦杰;魏東磊
• 申請（專利權）人: 南通紡織絲綢產業技術研究院;蘇州大學
• 主分類號: B01J27/057
• 分類號: B01J27/057;B01J37/03;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

本發明公開了一種碲酸鉍/氧化鉍異質結材料、制備方法及其應用。本發明提供的碲酸鉍/氧化鉍異質結材料的化學通式為BiTesubgt;3/subgt;Osubgt;7.5/subgt;/Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，其中，Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;與BiTesubgt;3/subgt;Osubgt;7.5/subgt;的摩爾比為(1～10):100。本發明提供的碲酸鉍/氧化鉍異質結材料采用化學溶膠?凝膠法制備，得到的異質結材料能吸收紫外?可見光范圍的光，能高效催化亞甲基藍等有機染料的降解。與單相BiTesubgt;3/subgt;Osubgt;7.5/subgt;催化劑相比，本發明提供的由碲酸鉍/氧化鉍復合而成的異質結光催化材料，能更好地吸收可見光，產生大量的電子?空穴對，有效地實現電子?空穴的分離，從而提高催化效率。

技術領域

本發明涉及一種BiTe₃O_7.5/Bi₂O₃異質結光催化材料及其制備方法和應用，特別適用于降解有機污染物，屬于無機光催化材料領域。

背景技術

本世紀以來，資源短缺和環境問題一直是人類難以擺脫的兩大難題，用最少的資源來處理盡可能多的污染物也一直是我們要努力的方向，目前以半導體氧化物為主的光催化技術因其無污染、工藝簡單、對太陽光反應迅速等優異性質成為治理環境污染的重要手段。光催化材料是在太陽的能量驅動下，使得光催化材料產生電子-空穴對的分離，然后利用空穴-電子對的強氧化還原活性引發的一系列氧化還原反應過程來分解有機污染物。

含鉍光催化材料屬于非?TiO₂?半導體光催化材料中的一種，電子結構獨特，價帶由?Bi-6s?和?O-2p軌道雜化而成。這種獨特的結構使其在可見光范圍內有較陡峭的吸收邊，陰陽離子間的反鍵作用更有利于空穴的形成與流動，使得光催化反應更容易進行。

在各種基于鉍的化合物中，Bi₂O₃是一種很有前途的光催化材料，因為它價帶上的空穴具有很強的氧化能力，且像TiO₂那樣無毒性。Bi₂O₃具有五種異構體類型，即α-單斜晶，β-四方，γ-體心立方，δ-面心立方和ε-三斜晶相。其中低溫相α-Bi₂O₃在可見光范圍內具有寬吸收波長（帶能2.8eV），對光催化應用敏感。但是，由于Bi₂O₃存在著電子和空穴的復合太快的缺陷，使其光催化能力的效率受到了較大的影響。

發明內容

本發明針對目前Bi₂O₃光催化材料存在的不足，提供一種能更好地吸收可見光，產生大量的電子-空穴對，有效實現電子-空穴分離的碲酸鉍/氧化鉍異質結材料、制備方法及其應用。

實現本發明目的的技術方案是提供一種碲酸鉍/氧化鉍異質結材料，它的化學通式為BiTe₃O_7.5/Bi₂O₃，其中，Bi₂O₃與BiTe₃O_7.5的摩爾比為(1～10):100。

本發明技術方案還提供一種碲酸鉍/氧化鉍異質結材料的制備方法，采用溶膠-凝膠法，包括如下步驟：

1．按化學式BiTe₃O_7.5/Bi₂O₃中Bi、Te元素的化學計量比為(0.34～0.4):1，稱取含有鉍離子Bi?³⁺的化合物，加入到硝酸溶液中攪拌，直到完全溶解，得到A溶液；