[發明專利]一種鉭摻雜氯氧鉍粉末的制備方法

有效

• 申請號: 201811533102.4
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109550510B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 孫少東;陶莎莎;梁淑華;崔杰;楊卿
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發明公開了一種鉭摻雜氯氧鉍粉末的制備方法，將五水合硝酸鉍與氯化鉭分別溶于有機溶劑中，然后將兩種溶液混合進行水熱反應，反應完成后經洗滌干燥，即得到鉭摻雜氯氧鉍粉末。本發明利用綠色常見的原料通過水熱法改性BiOCl，制備出鉭摻雜的氯氧鉍粉末。所得到的氯氧鉍粉末不僅能夠實現可見光響應，而且分散性好、尺寸均勻，通過增大光催化劑的比表面積、增加反應活性位點和改變材料的能帶結構和禁帶寬度，提高了材料的光催化活性，同時對染料等有機污染物的降解效果顯著。

技術領域

本發明屬于光催化材料技術領域，具體涉及一種鉭摻雜氯氧鉍粉末的制備方法。

背景技術

光催化技術是一種在能源和環境領域有著重要應用前景的綠色技術，在光的照射下可將有機污染物徹底降解為二氧化碳與水，同時光催化材料自身無損耗，被環保界認為是21世紀環境凈化領域的革命性突破，被譽為“當今世界最理想的環境凈化技術”。

BiOCl光催化劑因其特殊的層狀結構成為近十幾年來的研究熱點。與傳統光催化劑TiO₂相比，其[Bi₂O₂]²⁺層和雙層Cl原子層交替排列形成的片層狀結構能提供更大的比表面積和更多的反應活性位點，有利于光催化活性的提升。然而BiOCl間接帶隙約為3.2eV，只在紫外光區響應，對占太陽能45～50％的波長為400～750nm的可將光沒有響應，這嚴重制約了BiOCl的發展。通過摻雜改變BiOCl的帶隙寬度是常見的改性手段。其中摻雜又分為金屬離子摻雜和非金屬離子摻雜，過渡族金屬由于具有未充滿的價層d軌道，化學性質活潑應用廣泛。常見的非金屬離子摻雜有C、N、S、B、F、Cl、Br、I等，其中又以C摻雜最為常見。然而目前對于金屬離子和非金屬離子共摻雜的相關研究報道仍比較少，因此開發一種可見光下對染料等有機污染物具有高降解效率的金屬離子摻雜的BiOCl材料顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉭摻雜氯氧鉍粉末的制備方法，通過金屬離子的摻雜提高材料的光催化活性。

本發明所采用的技術方案是，一種鉭摻雜氯氧鉍粉末的制備方法，將五水合硝酸鉍與氯化鉭分別溶于有機溶劑中，然后將兩種溶液混合進行水熱反應，反應完成后經洗滌干燥，即得到鉭摻雜氯氧鉍粉末。

本發明特點還在于，

五水合硝酸鉍與氯化鉭的摩爾比為1：1～3。

有機溶劑為乙二醇、乙醇、丙三醇、異丙醇中的任意一種。

五水合硝酸鉍與有機溶劑的質量體積比為0.02～0.04g/ml、氯化鉭與有機溶劑的質量體積比為0.004～0.006g/ml。

水熱反應溫度為120～180℃，反應時間為10～14h。

洗滌采用去離子水和無水乙醇。

干燥溫度為50～70℃，干燥時間為18～24h。

本發明的有益效果是，

1、本發明利用綠色常見的原料通過水熱法改性BiOCl，制備出鉭摻雜的氯氧鉍粉末。所得到的氯氧鉍粉末不僅能夠實現可見光響應，而且分散性好、尺寸均勻，通過增大光催化劑的比表面積、增加反應活性位點和改變材料的能帶結構和禁帶寬度，提高了材料的光催化活性，同時對染料等有機污染物的降解效果顯著。

2、本發明僅通過一步水熱法實現了BiOCl材料的金屬離子摻雜，改變了其能帶結構和禁帶寬度，實現了BiOCl的可見光響應和有機染料污染物的降解。本發明方法原料來源廣、制作成本低、實驗工序少、操作簡單、對設備、人力和場地要求低，有望實現工業化生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制備的可見光響應鉭摻雜氯氧鉍粉末的掃描電子顯微照片；

圖2是本發明實施例4制備的鉭摻雜氯氧鉍粉末的掃描電子顯微照片；