[发明专利]一种灰色Bi2O2CO3光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂及其制备方法，属于光催化领域。其主要特征是利用所制备的BiOCOOH光催化剂为原料，在紫外光照射下，可以得到具有较高光催化活性的灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂。制备步骤为：①BiOCOOH的制备：将五水硝酸铋先溶解在N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，搅拌至透明，再加入一定量去离子水混合搅拌至形成白色悬浮液，装入反应釜中进行反应，将所得产物离心分离，并洗涤干燥。②取一定量所制备的BiOCOOH在紫外光下照射8～12h，产物用水和无水乙醇洗涤几次，并干燥，得到灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂。该方法工艺简单，成本低廉，所制备的灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂具有较高的可见光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化技术，涉及采用溶剂热法制备中间体BiOCOOH，通过紫外光照射制备了灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂，该光催化剂具有高效可见光催化性能。

背景技术

目前，环境污染日趋严重，已成为一个直接威胁人类生存，亟需解决的焦点问题。光催化技术是从二十世纪70年代逐步发展起来的在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。该技术能使环境中的有机污染物发生氧化分解反应，最终降解为CO₂、水和无机离子等小分子物质，由于不存在二次污染、降解程度高等优点被认为是目前最具开发潜力的环境污染处理方法。

铋系半导体光催化剂具有良好的光催化活性，可以有效地降解有机污染物，发展前景广阔。大部分铋系半导体光催化剂能被可见光激发，具有可见光催化活性。通常铋系半导体光催化材料如Bi₂O₂CO₃往往通过溶剂热法一步制备，具有一定的可见光催化活性，但对可见光的吸收较弱，导致了Bi₂O₂CO₃光催化剂的可见光催化性能较弱。为了提高Bi₂O₂CO₃在可见光下的光催化活性，探寻其他路径制备这一光催化剂是十分必要的。利用BiOCOOH的不稳定的，在紫外光灯照射下来将其转化为Bi₂O₂CO₃，得到的灰色Bi₂O₂CO₃对可见光吸收能力增强，可显著提高Bi₂O₂CO₃的光催化活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂及其制备方法，该方法工艺简单、成本低廉，合成的光催化剂光催化降解效果较好。

本发明提供用于降解有机污染物的灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂，其特征在于：用溶剂热法先制备BiOCOOH中间体，在紫外光照射下，得到灰色Bi₂O₂CO₃光催化剂，包括如下步骤：

(1)制备BiOCOOH：将1～2mmol五水硝酸铋溶解在5mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，在磁力搅拌下至澄清透明，加入一定量去离子水，混合搅拌10min，形成均一的白色悬浮液，然后转入50mL含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，120～150℃下反应6～16h，将所得产物离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥12h，得到BiOCOOH中间体；