[發(fā)明專利]一種離子摻雜調(diào)控BiOI光催化材料晶面比例的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110348146.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113101951A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 林海莉;姜珊;曹靜;張永興
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J37/03
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 周靜

本發(fā)明公開了一種離子摻雜調(diào)控BiOI光催化材料晶面比例的方法，包括以下步驟：室溫環(huán)境中將鉍鹽、溴源、碘源加入到水中并分散后得到混合物料，對混合物料進行攪拌使其發(fā)生水解反應，然后進行固液分離得到固體物料；固體物料經(jīng)過洗滌、干燥后即可。本發(fā)明采用簡便的直接水解方法，在室溫下成功地合成了一系列二維Br^?離子摻雜的BiOI(BiOI_1?xBr_x)光催化劑，Br^?離子的摻雜量顯著影響了暴露的(001)/(110)面比以及BiOI_1?xBr_x在可見光(λ400nm)下對甲基橙降解的活性，這是一種簡單的晶面工程策略，通過摻雜少量的Br^?離子來調(diào)節(jié)二維BiOI的光催化和光電化學性能。

技術領域

本發(fā)明屬于光催化技術領域，具體涉及一種離子摻雜調(diào)控BiOI光催化材料晶面比例的方法。

背景技術

半導體光催化技術已被作為解決環(huán)境危機的最有前途的策略用于有效去除環(huán)境污染物。目前重要任務是提高光生電荷的分離效率以獲得所需的光催化活性。限制于結構與活性的關系，所以基本策略是設計結構合適的光催化劑。

鹵氧化鉍(BiOX，X＝Cl，Br，I)是一種在環(huán)境修復和太陽能轉換領域表現(xiàn)優(yōu)異的光催化劑，具有特殊的層狀結構，合適的物理化學性質(zhì)和能帶結構，且化學穩(wěn)定性高、無毒和耐腐蝕。在鹵氧化鉍中，BiOI因其可在可見光下直接激發(fā)且禁帶寬度較窄(1.75eV)而備受關注。在已報道的研究中，研究人員通過引入本征氧空位、形成異質(zhì)結、形態(tài)控制、調(diào)節(jié)價帶位置、形成固溶體等方法提高BiOI的光催化活性。

此外，光催化劑的晶體結構對光催化活性有很大的影響，不同的晶面具有不同的晶格排列和表面能，表現(xiàn)出不同的內(nèi)部電子性質(zhì)，因此具有不同反應晶面的光催化劑的設計和研究受到了極大關注。相關研究表明：具有(110)晶面的BiOI比具有(001)晶面的BiOI具有更好的光催化降解雙酚A的活性，優(yōu)先暴露(110)晶面的BiOI能產(chǎn)生較多的超氧自由基；BiOI(001)/BiOCl(010)具有比BiOI(001)/BiOCl(001)更高的可見光催化活性，但其晶格失配程度更大；具有裸露(110)晶面的碘氧化鉍比不規(guī)則的BiOI具有更高的可見光催化活性。

現(xiàn)有調(diào)控BiOI晶面比例的方法有溶劑熱法、pH調(diào)節(jié)法、固相反應后水解法、煅燒法、化學氣相轉化法等，但上述方法制備工藝較復雜，在溫度控制、溶劑選擇等方面需要花費大量工作，成本較高且生產(chǎn)效率低。因此，如何提供一種簡單的方法來調(diào)控BiOI晶面比例是亟待解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種離子摻雜調(diào)控BiOI光催化材料晶面比例的方法，采用簡單的直接水解方法，利用簡單的離子摻雜策略合理調(diào)整曝光晶面比來調(diào)節(jié)BiOI的光催化活性，成功地合成了一系列摻雜Br^-離子的BiOI(BiOI_1-xBr_x)，其表現(xiàn)出良好的光催化活性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種離子摻雜調(diào)控BiOI光催化材料晶面比例的方法，包括以下步驟：室溫環(huán)境中將鉍鹽、溴源、碘源加入至水中并超聲分散后得到混合物料，對混合物料進行攪拌使其發(fā)生水解反應，然后進行固液分離得到固體物料；固體物料經(jīng)過洗滌、干燥后即可。