[發(fā)明專利]一種金屬離子共摻雜BiOBr微球、制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010587311.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111686770B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張富春;王魏;戴蓉;吳喬;張磊;門婧茹
• 申請（專利權(quán)）人: 延安大學(xué)
• 主分類號: B01J27/128
• 分類號: B01J27/128;B01J27/138;B01J35/00;B01J35/08;B01J37/10;B01J37/34;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 謝秀娟

本發(fā)明公開了一種金屬離子共摻雜BiOBr微球、制備方法及其應(yīng)用，所述微球具體為Bi_1?x?yCd_xFe_yOBr，其中x＝y(tǒng)＝0.02，或者Bi_1?xCd_xOBr，其中x＝0.02，或者Bi_1?xFe_xOBr，其中x＝0.02，所述制備方法包括將鉍源和CTAB分別溶于有機溶劑中，超聲處理，磁力攪拌；混合得混合溶液，加入金屬離子，轉(zhuǎn)移到高壓釜中，加上爆破膜，進行微波水熱反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水清洗數(shù)次，用乙醇充分洗滌，干燥。本發(fā)明制備方法條件溫和、工藝簡單，在模擬太陽光照射下可高效的降解污水中的染料和抗生素等有機污染物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬離子共摻雜BiOBr微球、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

幾十年來，隨著受污染水量的增加，對受污染水體的有效處理已成為一個亟待解決的問題。有機污染物作為主要污染物之一，盡管目前存在很多處理方法能解決此問題，但也存在一定的局限性，這也一直是發(fā)展低成本、高效率凈水技術(shù)以解決嚴重的環(huán)境問題，滿足政府的環(huán)境要求的動力來源，早在1972年，本田和富士島就提出了以單晶電極為光催化劑的二氧化鈦在紫外線照射下分解水。自那時以來，光催化技術(shù)以其經(jīng)濟、高效、環(huán)保等特點成為廢水處理的有效方案。

現(xiàn)有的一些氧化物半導(dǎo)體材料(如TiO₂、ZnO)已被應(yīng)用于光催化領(lǐng)域，一些研究人員在TiO₂的改性和非TiO₂半導(dǎo)體的研究方面付出了更多的努力。然而，這些氧化物半導(dǎo)體的帶隙高于3.0eV：因此，它們只能在紫外線下被激活，而紫外線只占太陽光譜的不到5％。準確地說，在相同條件下，帶隙較大的光催化劑對太陽光光譜的利用率較低。隨著人們對半導(dǎo)體材料和光催化機理的進一步了解，半導(dǎo)體材料在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用取得了長足的進展，也為環(huán)境保護和節(jié)能做出了貢獻。

目前，人們對不同晶面的半導(dǎo)體光催化劑進行了研究，證明不同晶面的半導(dǎo)體光催化劑會產(chǎn)生不同的電子結(jié)構(gòu)，進而導(dǎo)致不同的能帶能級。更重要的是，半導(dǎo)體材料的能帶水平直接影響其光催化性能。因此，由[Bi₂O₂]²⁺層夾在兩個X^-離子之間的層狀結(jié)構(gòu)的Bi基薄膜光催化劑以其獨特的電子結(jié)構(gòu)引起了眾多研究者的關(guān)注。特別是BiOX(X＝Cl，Br，I)具有優(yōu)異的光催化性能和應(yīng)用前景，已被廣泛研究。BiOX因其可見光響應(yīng)、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點被證明是多相催化反應(yīng)的理想載體。為了進一步提高半導(dǎo)體材料的光催化性能和可見光響應(yīng)，采用3d過渡金屬(TMs)和摻雜BiOX的稀土原子合成了半導(dǎo)體光催化材料。摻雜可以產(chǎn)生空位或缺陷，改變BiOX(X＝Cl，Br，I)的能隙，從而通過電子的再分布改變材料的本征性質(zhì)。摻雜雜質(zhì)原子可以提供雜質(zhì)能級并改變材料的電荷轉(zhuǎn)移特性，從而提高某些催化反應(yīng)的性能。