[發明專利]一種La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料的制法和應用

在審

• 申請號: 202011514694.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112642446A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王艷明
• 申請（專利權）人: 廣州卓佰貿易有限公司
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及水污染治理技術領域，且公開了一種La摻雜的微球狀BiOBr?石墨烯的復合材料，BiOBr晶體作為一種常見的光催化材料，Bi6s和O2p雜化軌道增大了價帶空間，減少了光生電子空穴對的復制比，增強了電子/空穴對的分離，Br能帶能級的色散性，縮短了禁帶寬度，降低了載流子的復合，微球狀的形貌增大了比表面積，稀土元素La與Bi的離子半徑相近，具有優良的改性性能，摻雜使導帶電位負移，羧基化氧化石墨烯的比表面積大，帶有的各種含氧官能團，起到表面活性劑的作用，使催化材料更易復合，解決了BiOBr在反應中的離子團聚問題，能夠在水溶液中起到很好的分散效果，是一種值得開發研究的適用于水污染處理的催化劑。

技術領域

本發明涉及水污染治理技術領域，具體為一種La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料的制法和應用。

背景技術

隨著工業的不斷發展，環境污染問題日益突出，因此開發出高效環保的治理環境污染的方法受到越來越廣泛的關注，環境污染處理中對甲基紫等有機染料污染物的處理方法通常包括物理方法和化學方法，傳統的物理吸附法、生物法等方法相比較，水污染治理領域的光催化化學降解技術，比傳統技術具有高效性、無污染、經濟性等優點，能降解較高濃度的廢水。

單組分的光催化劑通常存在著一些不足，對可見光利用率低、形貌可控性差、光生電子對容易復合等，對甲基紫等有機染料的降解效果較差，而二種或兩種以上的材料復合成的二元或多元光催化劑在一定程度上就能解決這些問題，BiOBr作為近年來研究較多的一種光催化劑，可以通過控制BiOBr的形貌，來提高光催化降解性能，雜原子摻雜在一定程度上可以大大促進BiOBr的氧化能力，抑制其還原，而羧基化氧化石墨烯的比表面積大，同時帶有各種含氧官能團，性質活潑，起到表面活性劑的作用，使催化材料更易復合，能夠在水溶液中起到很好的分散效果，這種復合材料能夠在可見光下進行光降解，催化活性高，不易失效，同時有大的比表面積和吸附性能，且載流子的分離效率高，是一種值得開發和研究的適用于水污染處理的催化劑。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料的制法和應用，單一的BiOBr對甲基紫等有機染料光催化降解活性較差的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料，所述La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料的制法包括以下步驟：

(1)向反應燒杯中加入乙二醇、硝酸鉍、溴化鈉、硝酸鑭，攪拌至溶解均勻，轉移至干燥箱裝置中進行水熱反應，得到La摻雜的微球狀BiOBr；

(2)向反應燒杯中加入氧化石墨烯、氯乙酸和氫氧化鈉進行羧基化改性，得到羧基化石墨烯；

(3)向反應燒杯中加入乙二醇溶劑、La摻雜的微球狀BiOBr和羧基化石墨烯，超聲分散后，將溶液轉移到干燥箱裝置，在140℃下水熱反應2h，得到La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料。

優選的，所述步驟(1)中的硝酸鉍、溴化鈉、硝酸鑭的質量比為100:24-28:0.55-0.75。

優選的，所述步驟(1)中的熱溶劑反應的反應溫度為120-160℃，反應時間12-24h。

優選的，所述干燥箱裝置上方固定連接有減壓閥和排氣口，內部設置有觀察口和把手，下方固定連接有送風設備，送風設備上設置有顯示屏和顯示燈，送風裝置下方設置有萬向輪，干燥箱裝置背面設置有干燥箱裝置的控制開關。

優選的，所述步驟(3)中的La摻雜的微球狀BiOBr和羧基化石墨烯的質量比為100:0.3-2。

優選的，所述La摻雜的微球狀BiOBr-石墨烯的復合材料的應用為光催化降解和污水治理領域。

(三)有益的技術效果