[发明专利]Cu（I）改性光催化材料、其制备方法及其应用

说明书

一种Cu(I)改性光催化材料、其制备方法及其应用。该Cu(I)改性光催化材料如下制备：步骤1、将铜盐与硝酸铋溶于含体积分数为10％冰醋酸的乙二醇中，配制成溶液；步骤2、向上述溶液中加入溴化钾溶液；步骤3、在高温下反应一段时间后冷冻干燥。本发明将一价铜掺杂进入光催化材料中，用于降解水中的新兴污染物；操作方法简单、易行、原料易得、成本低廉，可以在实际工作中得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，更具体地涉及一种Cu(I)改性光催化材料，可以明显降低催化剂的投加量。

本发明还涉及制备上述催化材料的方法及其应用。

背景技术

可见光光催化技术因具有反应条件温和、能耗低、操作简便以及可利用太阳光作为反应光源等特点，在环境污染治理和能源开发方面发挥着越来越重要的作用。可见光催化技术的关键在于新型可见光催化剂的制备及其改性，传统的可见光催化剂存在效率低且回收利用相对较难等缺点，如何提高可见光催化剂的效率，实现其可持续循环利用成为国内外光催化领域的研究热点。

在众多的污染治理技术中，光催化技术以其环境友好型以及可实现深度治理的特点，受到了科研工作者的关注。通常，光催化过程中产生的空穴(h⁺)、羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂^-)有强氧化能力，能够与污染物发生氧化还原反应，实现污染物分子的完全降解，并最终分解为CO₂、H₂O和无毒的无机物等。

铋系光催化材料，由于具有良好的紫外光和可见光光催化活性、独特的层状结构以及高的光稳定性，越来越受到人们的关注。尽管有相当多的研究报道了其具有良好光催化活性，为实现其在实际应用中发挥价值，必须进一步提高铋系光催化材料的光催化活性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有高效光催化效果的催化材料。

本发明的又一目的在于提供一种制备上述催化材料的方法。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种制备 Cu(I)改性光催化材料的方法，包括以下步骤：

步骤1、将铜盐与硝酸铋溶于含体积分数为10％冰醋酸的乙二醇中，配制成溶液；

步骤2、向上述溶液中加入溴化钾溶液；

步骤3、在高温下反应一段时间后冷冻干燥。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种通过如上所述的制备 Cu(I)改性光催化材料的方法制备得到的Cu(I)改性光催化材料。

作为本发明的再一个方面，本发明还提供了一种如上所述的Cu(I) 改性光催化材料在可见光催化处理水中污染物领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的Cu(I)改性光催化材料具有如下特点：

(1)在铋系光催化材料中引入了Cu(I)，将铜盐与铋系光催化材料相结合，可通过金属的表面等离子共振效应，极大地提高光催化效率，并能增大催化材料的比表面积，增强其吸附性能；

(2)操作方法简单易行，原料易得，成本低廉，实际应用的可能性较大；

(3)在双氧水存在的条件下，光催化降解效果非常优异。

附图说明

图1为本发明所制备的x-CB样品的XPS图谱；

图2A、图2B分别为BiOBr和0.025-CB样品的SEM图谱：

图3A为不同光催化剂对磺胺甲恶唑(SMX)的降解随光照时间的浓度变化C/C₀的曲线图；