[發明專利]一種氧化鉍/缺陷碘氧鉍復合材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110277841.7
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113042072B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 鄧月華;車前前;任濤濤;李婭妮;高翔
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J23/18;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉素霞;王歡歡

本發明提供一種氧化鉍/缺陷碘氧鉍復合材料、制備方法及其應用，制備方法為首先制備Bi₂O₃，然后將Bi(NO₃)₃·5H₂O和Bi₂O₃溶解于水和乙二醇中，加水溶性碘鹽攪拌后，轉移至水熱反應釜中反應，冷卻至室溫，洗滌、干燥、研磨并過篩，最后煅燒處理，得到氧化鉍/缺陷碘氧鉍復合材料。本發明的氧化鉍/缺陷碘氧鉍復合材料用于降解水體中普萘洛爾。本發明的制備方法簡單，條件溫和，價格低廉，制備得到的Bi₂O₃/BiO_1.4I_0.3復合材料具有廣泛的光吸收范圍，顯著改善了光生載流子的分離，大大提高了光催化性能，能實現快速有效地降解水中的普萘洛爾，對普萘洛爾的降解率和最大吸附量遠高于氧化鉍和碘氧鉍。

技術領域

本發明屬于光催化半導體材料技術領域，具體涉及一種氧化鉍/缺陷碘氧鉍復合材料、制備方法及其應用。

背景技術

隨著現在經濟社會的快速發展，人類活動已經對環境造成了驚人的破壞，嚴重威脅著人類社會的可持續性發展，其中，由于水資源的重要性和不可替代性，使得水體污染成為現在急需解決的環境問題之一。目前為止，已經開發出了很多種方法來治理廢水，但是，由于污染物復雜的成分和不同的物理化學性質，這些傳統技術仍存在一些局限性，因此，非常需要具有高效率、低能耗和環境友好的技術來修復受污染的水環境。

β阻斷劑是世界范圍內治療心血管疾病的常用藥物，其次，它們還廣泛應用于牲畜的屠宰行業，除此之外，它們還是國際奧林匹克委員會禁止使用的興奮劑，廣泛的用途導致大量β阻斷劑被投入使用。但是β阻斷劑被生物體攝入后不能被完全吸收，大部分以母體化合物形式排出體外，最終隨著生活污水、醫療廢水、養殖廢水的排放進入城市污水處理系統，β阻斷劑中的普萘洛爾在環境中廣泛檢出，并對水生生物造成負面影響，傳統的污水處理系統并不能將這些物質完全降解。因此，開發更有效的技術來降解水體中的普萘洛爾具有十分重要的意義。

目前，降解水體中的普萘洛爾最為有效的方法之一是高級氧化技術，但是，基于羥基自由基(OH·)的高級氧化技術存在一定的局限，如羥基自由基易被淬滅而失活、半衰期短，與污染物接觸時間有限，不能得到充分利用等。近年來，基于硫酸根自由基的高級氧化技術受到廣泛關注，與羥基自由基相比，其更加穩定，利用率高，應用廣泛，因此，基于活化過硫酸鹽的高級氧化技術在污染水體的修復上更具發展前景。目前激發過硫酸鹽產生硫酸根自由基的主要方式有熱活化、紫外活化、堿活化、過渡金屬或過渡金屬氧化物催化活化方法。但對于熱活化來說對溫度的控制要求較高；紫外光活化在實際工程中需要綜合考慮溶液的pH、溶液的色度、紫外光強度以及溶液中存在的其他離子的干擾，活化過硫酸鹽對設備的耐堿性要求很高；過渡金屬多含有一定的金屬毒性，會造成二次污染，使后期處理成本增加；因此需要更加綠色環保的活化方式來活化過硫酸鹽。

光催化技術作為一種環境友好型綠色技術，由于其在環境凈化和利用可見光進行太陽能或室內光源轉換等方面的潛在應用，已成為當今世界關注的熱點話題。在該項光催化技術中，其核心為光催化劑，傳統的光催化劑，比如TiO₂，其帶隙較寬，只能吸收利用太陽光中的紫外光，限制了其對太陽光的利用率，不是很理想的光催化劑。很多專家學者開始集中研究鉍基光催化劑，其中氧化鉍(Bi₂O₃)作為一種可見光催化劑，因其高化學穩定性和強氧化能力受到研究者的廣泛關注。然而，純Bi₂O₃由于其光生電子空穴對的分離效率低，表現出較低的光催化活性，難以達到理想的光催化活性來活化過硫酸鹽。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種氧化鉍/缺陷碘氧鉍復合材料、制備方法及其應用，用以克服上述現有技術中由于純Bi₂O₃的光生電子空穴對分離效率低，表現出較低的光催化活性，難以活化過硫酸鹽的問題。