[發明專利]一種ZnTiO

在審

• 申請號: 201910727892.8
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110605129A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 王誠澎
• 申請（專利權）人: 青島耀創高新科技有限公司;王誠澎
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;B01J37/08;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38;C02F101/30
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本發明公開了一種ZnTiO₃半導體修飾改性Bi₄NbO₈Cl的復合光催化劑的簡單制備方法。該方法以氧化鉍、氯氧化鉍和五氧化二鈮為原料，通過球磨、煅燒合成了Bi₄NbO₈Cl；通過沉淀法制備得到了ZnTiO₃；隨后經過研磨、超聲、煅燒的方法，制備得到ZnTiO₃/Bi₄NbO₈Cl復合光催化劑。該實驗方法比較安全可靠，操作簡便。ZnTiO₃與Bi₄NbO₈Cl呈現交叉帶隙的特點，將兩者復合后ZnTiO₃可以作為能量的淺勢捕獲阱，使光生電子更容易從Bi₄NbO₈Cl的導帶遷移到ZnTiO₃的導帶，光生空穴則更容易從ZnTiO₃的價帶遷移到Bi₄NbO₈Cl的價帶，從而促進光生載流子的分離效率，進而提高復合催化劑的性能。

技術領域：

本發明涉及一種無機復合改性光催化劑的制備方法，特別是涉及一種半導體復合改性材料的制備方法。更具體的說，是Bi₄NbO₈Cl作為主體，ZnTiO₃去摻雜，兩者通過機械方法進行混合，得到ZnTiO₃改性Bi₄NbO₈Cl的復合光催化材料。本技術屬于催化劑復合改性的制備領域。

背景技術：

21世紀以來，我國經濟和科技水平迅速發展已躋身于世界前沿位置，與此同時導致我國出現了環境污染日益嚴重、能源逐漸枯竭的狀況。其中水污染現象尤其嚴重，所以改善環境污染和合理利用能源已成為刻不容緩的事情。在過去的幾十年中，光催化材料的研究主要集中在金屬氧化物或氮氧化物上，但是這兩類物質都有較大的缺點：對于金屬氧化物，禁帶寬度較大，能吸收的可見光頻段僅占波譜的4％左右；對于氮氧化物，在陽光照射下不穩定且易分解。科學家們逐漸探索出用氯代替氮制備氯氧化物，其中Bi₄NbO₈Cl是具有代表性的該類光催化劑。Bi₄NbO₈Cl的帶隙為2.39eV左右，對紫外光有較強的響應；此外，該類光催化劑有效作用時間長，對環境無污染等特點使其成為理想的光催化材料。雖然Bi₄NbO₈Cl作為光催化劑有一定的優勢，但是在使用過程中仍存在以下兩個問題：

(1)Bi₄NbO₈Cl的禁帶較寬(2.39eV)，只能吸收波長約在520nm以下的短波光，但低于387nm左右的偏紫外光能量只占太陽光能的5％。因此，如何擴大催化劑的可見光響應能力，是影響Bi₄NbO₈Cl能否大規模實際應用的一個重要因素。

(2)Bi₄NbO₈Cl作為單一的半導體材料，與改性催化劑相比，其光生載流子復合率仍然較高，較低的載流子分離效率一定程度上限制了Bi₄NbO₈Cl的實際應用。