[發明專利]一種氧空位濃度可調的Bi4

有效

• 申請號: 201811510458.6
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109569671B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 段芳;路姍姍;杜明亮;朱罕;陸雙龍;陳明清
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種氧空位濃度可調的Bi₄O₅Br_xI_2?x光催化劑及其制備方法，屬于光催化領域。本發明通過把Bi₄O₅Br_xI_2?x樣品在N,N?二甲基甲酰胺(DMF)溶劑中還原一定時間，得到含不同氧空位濃度的Bi₄O₅Br_xI_2?x光催化劑，氧空位的引入有利于光生電荷的分離，拓寬光譜響應范圍，從而提高光催化活性。該合成方法工藝簡單，成本低廉，所制備的含氧空位的Bi₄O₅Br_xI_2?x光催化劑具有較高的可見光催化活性。

技術領域

本發明涉及一種氧空位濃度可調的Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑及其制備方法，屬于光催化領域。

背景技術

近年來環境污染嚴重，環境問題已成為亟需解決的焦點問題。光催化技術被廣泛認為是解決能源短缺和環境問題的“綠色”方法，半導體材料是光催化劑的常用材料，在制氫和環境保護中起著至關重要的作用。在眾多半導體材料中，鹵氧化鉍材料因其具有特殊的層狀結構和適當的禁帶寬度而引起廣泛的興趣，已被證明是降解水中和空氣中污染物的有前景的光催化材料。

到目前為止，氧空位的調控在表面改性技術中得到了廣泛的應用，它可以通過影響光吸收、電荷分離和遷移以及表面反應來優化光催化性能，并且在各種光催化應用中取得了很好的效果，如污染物的去除、水的分解和二氧化碳的還原等。氧空位誘導的局域態不僅擴大了光響應范圍，有效捕獲電子，提高了光催化活性；而且由于光催化劑表面存在懸空鍵和豐富的局域電子，改變了表面吸附物的物理化學性質，從而影響了光催化過程中的光催化機理。雖然氧空位介導的催化劑已經應用于各種污染物的處理，但氧空位的制備方法還有待于進一步發展。

Bi₄O₅Br_xI_2-x是一種富鉍鹵氧化鉍固溶體光催化材料，通過x值可調節其光催化性能，然而對其表面進行氧空位構筑尚鮮有報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種調控Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑中的氧空位濃度的方法。

為了解決該技術問題，本發明提供的技術方案是：通過控制Bi₄O₅Br_xI_2-x樣品在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中的還原時間，得到含不同氧空位濃度的Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑，該光催化劑在可見光下具有較好催化活性，并且該方法工藝簡單、成本低廉，易于大規模生產。

具體的，本發明的技術方案為：一種氧空位濃度可調的Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑的制備方法，所述方法為：將Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑分散在N,N-二甲基甲酰胺溶劑中，攪拌0.5～3h，之后轉入到反應釜中，在170～180℃下反應1～5h，將產物固液分離、干燥，即可制備得到氧空位濃度可調的Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑。

在本發明的一種實施方式中，所述Bi₄O₅Br_xI_2-x光催化劑中的x滿足：0≤x≤2。