[發明專利]PbBiO2

在審

• 申請號: 202211717380.1
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115845888A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 于彥龍;顏賽;丁柱
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 廖娜

本發明涉及光催化材料領域，公開了一種PbBiO₂Br/Ti₃C₂復合催化劑的制備方法及其在光催化降解甲基橙中的應用，其制備方法包括：步驟一、在乙二醇溶液中加入Ti₃C₂、乙酸鉛和硝酸鉍，攪拌均勻；步驟二、在步驟一所得物中再次加入溴化鉀和乙二醇，得混合物；步驟三、將所屬混合物置于高壓釜中150?170度反應9?11小時，得沉淀物；步驟四、將所述沉淀物洗滌、干燥。本發明利用PbBiO₂Br和Ti₃C₂良好匹配的能帶結構，將兩者復合，進一步擴展了可見響應，有效促進了載流子的分離，該復合材料能夠產生高效的光催化活性，經過重復降解仍具有較好光催化活性。

技術領域

本發明涉及光催化材料領域，特別涉及一種PbBiO₂Br/Ti₃C₂復合催化劑的制備方法及其在光催化降解甲基橙中的應用。

背景技術

當前，環境污染已經嚴重威脅到人類的健康。而眾多污染中，水污染的日益嚴重不僅影響著人類的生存發展，同時也帶來了不同程度上的水資源缺乏（飲用水）。

為了能解決水凈化的問題，我們采用光催化技術的思路，利用自然界中豐富的太陽能源，對受污染湖水中存在的有機物（如對氯苯酚、抗生素、無機氮、羅丹明、孔雀藍、甲基橙）光催化氧化分解、無機金屬離子光催化還原析出（除去金屬離子Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺等）。利用光催化原理處理污水，不僅可以直接利用太陽能，而且對有機物、無機金屬離子的處理比較徹底，不帶來新的污染源。光催化技術是利用紫外或可見光與物質之間產生的相互作用讓物質在光與催化劑的共同作用下發生化學反應的一種技術。

近些年來興起的復合種類半導體為解決催化劑光生載流子分離的問題提供了一個嶄新的思路。當兩種不同的半導體材料相互復合時，由于不一致的能級能帶結構，而且費米能級趨向某一相同位置，會形成一種半導體異質結結構。這種異質結可以使得光生電子和空穴在自發電場下分離，從而有效地促進光生電子和空穴的分離。近年來，碳化鈦（Ti₃C₂）等二維材料受到了廣泛關注，并在光催化分解水、CO₂還原為燃料分子和有機污染物降解等方面得到了廣泛應用。一般來說，Ti₃C₂具有高穩定性、大的比表面積和獨特的光電性能。Ti₃C₂具有連續的能帶結構，復合其他半導體材料可以使其他半導體導帶中的電子可以輕松有效地轉移到的價帶。2-D層狀納米結構使Ti₃C₂易于與其他具有顯著接觸面積的半導體進行復合。因此，Ti₃C₂通常被認為是構建高效異質結的理想材料。

許多半導體材料由于其固有的限制，豐富的太陽能幾乎不能被利用。據報道，許多含有雜交帶結構的半導體常常顯示出對可見光照射有響應的合適的帶結構，PbBiO₂Br就是其中一種。PbBiO₂Br具有合適的禁帶寬度與Ti₃C₂復合可以更高效地利用太陽光。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種PbBiO₂Br/Ti₃C₂復合催化劑的制備方法及其在光催化降解甲基橙中的應用，利用PbBiO₂Br和Ti₃C₂良好匹配的能帶結構，通過水熱法合成了PbBiO₂Br/Ti₃C₂復合材料，進一步擴展了可見響應，有效促進了載流子的分離，該復合材料能夠產生高效的光催化活性，經過重復降解仍具有較好光催化活性。