[发明专利]一种BiOI/AgX可见光响应光催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，具体涉及一种BiOI/AgX可见光响应光催化剂及其制备方法和应用。 

背景技术

近些年来，世界范围内的环境污染问题日趋严重，控制污染、保护环境，实现可持续发展越来越受到人们的重视。目前使用的具有代表性的化学污染处理方法主要有：物理吸附法、化学氧化法、微生物处理法和高温焚烧法,这些方法对环境的保护和治理起了重大作用。但是这些技术不同程度地存在着或效率低，不能彻底将污染物无害化，易产生二次污染；或使用范围窄，仅适合特定的污染物；或能耗高，不适合大规模推广等方面的缺陷。因而，开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的化学污染物清除技术一直是环保技术追求的目标。 

光催化技术是一门新兴并正在发展的科学环保技术。它利用半导体材料在光照下表面能受激活化的特性，利用光能可有效地氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味。由于光催化技术可利用太阳能在室温下发生反应，比较经济；同时可将有机污染物完全矿化成水和无机离子，无二次污染，所以有着传统的高温、常规催化技术及吸附技术无法比拟的诱人魅力，是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。 

中国专利号为200910303193.7的专利公开了一种负载型光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂是以活性污泥炭颗粒为载体，载体上包覆有二氧化钛，载体与二氧化钛的质量比为（3～4）:1。这种二氧化钛的光催化效果虽然不错，但是二氧化钛仅在紫外光范围有响应，而波长在400nm 以下的紫外光部分不足太阳光总能量的5%，太阳光能量主要集中在400 ～700nm 的可见光范围，达总能量的43 %。因此研制可见光响应的催化剂是提高太阳能利用率，最终实现光催化技术产业化应用的关键。 

发明内容

为了解决上述存在的技术缺陷，本发明的第一个目的是提供一种无毒低毒、光利用率高的BiOI/AgX可见光响应光催化剂；本发明的第二个发明目的是提供工艺简单、成本低、效率利用率高的BiOI/AgX可见光响应光催化剂的超声制备方法；本发明的第三个目的是提供BiOI/AgX可见光响应光催化剂的光照制备方法；本发明的第四个目的是提供BiOI/AgX可见光响应光催化剂在处理染料废水污染物的应用。本发明简化了制备工艺，降低了生产成本，提高了光能利用率。 

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案： 

一种BiOI/AgX可见光响应光催化剂，由AgX负载BiOI构成，其中BiOI与AgX的质量比1:0.05。

优选的，所述的X为O或I。采用上述的优选方案后，可以拓展材料的光能利用率，促进光生电荷的有效分离，极大的提高BiOI的光催化活性。 

本发明制备的光催化材料用X-射线衍射技术分析可知，样品暴露的是（001）晶面，扫描电镜下观察产品均为片状 

BiOI片状结构长度为8～10μm，宽度5～6μm，厚度10～40nm，AgX纳米颗粒的直径为20～70nm。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案： 

一种BiOI/AgX可见光响应光催化剂的超声制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）室温下，将摩尔比为1:2的铋盐和碘盐溶于水和乙醇的混合溶液中，在25～85℃的温度下反应5～30 min ，离心洗涤，得到BiOI粉体；

（2）将质量比为1:0.05的BiOI与银盐分散到DMF中，超声处理0.5～2h ，离心洗涤干燥后得到BiOI/AgX可见光响应光催化剂。

作为优选，所述的步骤（1）中的水和乙醇的混合溶液中水与乙醇的比例为1：1。 

作为优选，所述的步骤（1）中的铋盐为硝酸铋、五水硝酸铋或硝酸氧铋，所述的碘盐为碘化钠或碘化钾。采用上述的优选方案后，由于硝酸铋、五水硝酸铋或硝酸氧铋这类的铋盐和碘化钠或碘化钾这类的碘盐均易溶于水，会使反应更加均匀，不会带来除产物以外的杂质，使产物更加洁净。 

作为优选所述的步骤（2）中的DMF为含氮的有机溶剂，所述的含氮的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基已酰胺。采用上述的优选方案后，由于含氮的有机溶剂可以与银离子形成很好的配位作用，控制溶液中自由银离子的浓度，从而可以控制复合物中氧化银的含量与分布。这两种有机溶剂不仅易得，价格相对低廉，而且可以形成高品质的目标材料。  

为了实现上述的第三个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种BiOI/AgX可见光响应光催化剂的光照制备方法，其特征在于包括以下步骤：