[发明专利]一种AgI/β‑Bi2O3‑Bi2O2CO3光催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其是可见光催化材料技术领域，具体涉及一种AgI/β-Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

光催化材料由于可利用太阳光，进行有机污染物降解、重金属还原，且可回收利用，近年来广泛研究。以常用的TiO₂为例，带隙较宽，只能吸收占太阳能不到5％的紫外光，对太阳能利用率很低。因而，有必要研究开发高可见光响应的光催化剂。

例如，公开号为CN 102962078A的中国发明专利申请文献公开了一种可见光响应的光催化剂及其制备方法。将分析纯的硝酸银、氧化铜、五氧化二铌、五氧化二钽按照AgCuNb_1-xTa_xO₄(其中0≤x≤1)称量后放进高压釜中，以氢氧化钾为矿化剂，采用水热合成工艺获得了具有良好的可见光光催化特性的复合氧化物。

公开号为CN 104014325A的中国发明专利申请文献公开了一种可见光响应纳米二氧化钛催化剂，由纳米二氧化钛、纳米氧化铋和氧化石墨烯复合而成，二氧化钛、纳米氧化铋和氧化石墨烯的质量比为1∶0.05-1∶ 1-2。

以铋系为代表的光催化剂，在紫外光照射下会产生光生电子-空穴对，在降解和矿化有机污染物的同时，通过还原反应去除/回收环境中的重金属离子。其中，Bi₂O₃带隙能为2.8eV，吸收波长较长，对可见光有一定的利用率。Bi₂O₂CO₃带隙能为3.4eV，带隙较宽，对可见光吸收弱，但其宽带隙容易改性，从而提高对可见光的响应。另外，AgI作为光敏材料，对可见光有很高的响应，但光照条件下缺乏稳定性。

半导体复合是提高光催化剂可见光响应的一种重要方法，可以利用价带、能级的差异，促进光催化剂中电子传递，减少光生电子和空穴的复合，促进光生电子和空穴的生成，从而提高光催化剂对含对硝基苯胺废水的处理效果。

发明内容

本发明提供一种AgI/β-Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃光催化剂及其制备方法和应用，光催化剂的制备方法简单、成本低、可见光响应程度提高、光催化性能好，对于含对硝基苯胺废水的处理，无二次污染。

一种AgI/β-Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃光催化剂其特征在于，具有以式(Ⅰ)表示的原子比组成：

AgI/β-Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃(Ⅰ)。

本发明还提供一种AgI/β-Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃光催化剂的制备方法，所述具有以式(Ⅰ)表示的原子比组成的光催化剂优选采用该制备方法制备，该制备方法包括如下步骤：

(1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于HNO₃中，然后加入柠檬酸，再调节pH 至弱酸性后进行水热反应，反应结束后离心分离取沉淀，经洗涤、烘干和研磨处理后得Bi₂O₂CO₃；

(2)将Bi₂O₂CO₃分散于AgNO₃的水溶液中，然后逐滴加入KI溶液，反应结束后经离心、烘干、研磨得AgI/Bi₂O₂CO₃；

(3)将AgI/Bi₂O₂CO₃恒温煅烧得AgI/β-Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃光催化剂。