[发明专利]一种通过溶剂热法制备贫碘型BiOI光催化薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种通过溶剂热法在普通玻璃表面上制备贫碘型BiOI光催化薄膜的方法，涉及无机纳米光催化剂材料领域。步骤如下：将已处理的普通玻璃片及适量前驱体溶液(由异丙醇、乙二醇、五水合硝酸铋和一己基三甲基咪唑碘盐组成)，放置于反应釜中进行溶剂热反应。然后对玻璃薄膜进行高温烧结处理。重复上述步骤4次。即制得贫碘型BiOI光催化薄膜。本发明提供的贫碘型BiOI薄膜制备方法，工艺简单，薄膜附着牢固，光催化活性高，在模拟太阳光照射下，可高效降解双酚A，并可重复多次使用。本发明开发的贫碘型BiOI薄膜为光催化反应器在废水治理的应用提供良好的器件基础。

技术领域：

本发明涉及无机纳米光催化剂材料领域，具体为一种通过溶剂热法制备贫碘型BiOI光催化薄膜的方法。

背景技术：

随着全球工业的高速发展，环境问题日益凸显。在各种污染治理技术中，光催化技术具有能耗低、易操作、使用范围广和无二次污染等优点，同时其仅需要太阳光作为能源便可降解环境中多种污染物，故而备受关注。

在众多光催化材料中，碘氧化铋的禁带宽度为1.8eV，是卤氧化铋系列光催化剂中禁带宽度最小的，能有效吸收并利用太阳光，具有良好的光催化性能。其特别的内部层状结构由Bi₂O₂层与I原子层交叉排列构成，其内部电场能有效分离光激发产生的电子和空穴，因而其光催化性能出众。但是其光催化活性仍需要通过改性以满足实际应用需求，目前常用的改性手段为掺杂(Ti，Ag，Fe，碳量子点等)和制备复合材料(GO/BiOI，ZnO/BiOI，Fe₂O₃/BiOI等)。其中多数将外源物引入催化剂，这一做法可能降低催化剂的热稳定性。而自掺杂或通过高温调节催化剂元素比例等手段不引入外源物，并且能大幅提高催化剂的光催化剂。这一做法克服了外源物改性的缺点，是较为优选的改性方法。

目前研究报道的光催化材料主要为粉末型，通常是具有微纳米结构的极小颗粒，这种材料虽然有制备简单、与反应液接触充分、反应速率高等优点，但是在实际应用中，粉末催化剂分散性不佳，后期处理中难以实现固液分离。这些缺点严重限制了光催化技术在实际水处理工艺中的应用。而薄膜光催化剂最大的优点是不需固液分离过程，这一优点能简化水处理工艺，能实现催化剂的循环利用。为此多种制膜方法用于制备薄膜型光催化材料，如化学气相沉积、溶胶凝胶法、磁控溅射法、静电纺丝法等。然而现有的制膜方法存在制备条件严苛、所需设备昂贵、操作要求高等问题。

现有研究报道中，多种BiOI光催化薄膜成功被合成，如BiOI/SiO₂，BiOI/BiBr，BiOI/ZnO，Bi₂O₃/BiOI，TiO₂/BiOI和Fe-BiOI等，但未引入外源物的贫碘型BiOI光催化薄膜的制备方法仍未成熟。现有报道中，贫碘型BiOI粉末展现了良好的光催化性能，可见其薄膜的应用潜力。制备贫碘型光催化薄膜可同时解决目前光催化技术中改性与实际应用的问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种通过溶剂热法制备贫碘型BiOI光催化薄膜的方法，通过此方法合成的贫碘型BiOI薄膜对双酚A展现了良好的降解效果，并可循环多次使用，从而有效解决了光催化材料改性和重复利用等问题。

本发明为解决上述问题，所采用的技术方案如下：

一种通过溶剂热法制备贫碘型BiOI光催化薄膜的方法，其具体步骤如下

1)预处理玻璃表面

将洁净的普通玻璃片(60mm*20mm*1.5mm)及纯净水放入反应釜中，密封，180度烘箱中加热，冷却后取出玻璃片，在纯净水中超声处理，烘干。

2)配置BiOI前驱体溶液