[發明專利]一種BiOBr/BiOIO3

在審

• 申請號: 202211457617.7
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115869972A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 談國強;張碧鑫;馮帥軍;楊遷;畢鈺;劉瑩;劉甜;王澤瓊;任慧君;夏傲;劉文龍
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J35/08;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38;C02F103/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明一種BiOBr/BiOIO₃光催化劑及其制備方法和應用，所述BiOBr/BiOIO₃光催化劑中BiOBr和BiOIO₃兩相共存，BiOBr和BiOIO₃形成Z型異質結，其制備方法包括：步驟1：將五水合硝酸鉍和溴化鈉溶解于水中，得到前驅液A，將前驅液A進行水熱反應，所得固體產物洗滌、干燥，得到納米花球狀BiOBr粉體；步驟2：將納米花球狀BiOBr粉體和碘酸鈉分散在水中，得到前驅液B；步驟3：將前驅液B進行水熱反應，所得沉淀物洗滌、干燥，得到BiOBr/BiOIO₃光催化劑。所述BiOBr/BiOIO₃光催化劑提高了光生電子和空穴分離及電子遷移速率，增強了在可見光和近紅外光的光催化活性。

技術領域

本發明屬于光催化材料制備技術領域，具體為一種BiOBr/BiOIO₃光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

染料和抗生素作為一類“新興污染物”，由于其難以分解，對水資源造成了不可逆轉的破壞，進入人體后會導致癌癥等疾病。半導體光催化是一種新型的環保技術，可以有效地利用太陽能降解有機污染物，因此引起了研究人員的關注。目前，光催化劑對降解有機污染物的研究和開發得到了廣泛的應用。然而，大多數光催化劑的光生成載流子的生成率低或復合率高。因此，設計和開發高效的光催化劑仍然是關注的熱點。

BiOBr的導帶底部主要由Bi 6p軌道構成，價帶頂部由O 2p和Br 4p軌道構成，溴離子形成[Br₂]^2-層，Bi和O通過強共價鍵相連形成[Bi₂O₂]²⁺層，晶體中[Br₂]^2-層和[Bi₂O₂]²⁺層通過范德華力相連，交替排布，并沿[001]方向形成四方晶系的晶體結構，然而單一的BiOBr仍然面臨著嚴重的光響應率有限、載流子的快速重組和電荷分離效率差，導致光催化活性低，限制了實際應用。

BiOIO₃作為一種新型的鉍基光催化劑被研究，它是由[Bi₂O₂]²⁺層和層間[IO₃]^-陰離子組成的層狀結構拓撲結構。這種材料有多種優點，包括非中心對稱晶體結構、層狀結構誘導的內部靜電場和產生極化電場的極性[IO₃]^-基團，都有利于光生載流子的分離。因此，BiOIO₃對抗生素具有高效的光催化降解活性。然而，相對較大的帶隙(～3eV)意味著它幾乎只對紫外光有響應，這嚴重限制了它的應用。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種BiOBr/BiOIO₃光催化劑及其制備方法和應用，所述BiOBr/BiOIO₃光催化劑提高了光生電子和空穴分離及電子遷移速率，增強了在可見光和近紅外光的光催化活性。

本發明通過以下技術方案實現：

一種BiOBr/BiOIO₃光催化劑，所述BiOBr/BiOIO₃光催化劑中BiOBr和BiOIO₃兩相共存，BiOBr和BiOIO₃形成Z型異質結。

一種BiOBr/BiOIO₃光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將五水合硝酸鉍和溴化鈉溶解于水中，得到前驅液A，將前驅液A進行水熱反應，所得固體產物洗滌、干燥，得到納米花球狀BiOBr粉體；

步驟2：將納米花球狀BiOBr粉體和碘酸鈉分散在水中，得到前驅液B；