[发明专利]Bi24

说明书

本发明提供一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂及其制备方法，涉及复合材料技术领域。将溴盐和铋盐通过水热法合成得到BiOBr，将锌盐通过煅烧法得到ZnO微球，利用BiOBr作为基体与ZnO微球在400～700℃条件下退火1.5～3h，原位合成制备得到Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合光催化剂，退火法促使BiOBr在原位上转变成Bi₂₄O₃₁Br₁，最终形成能带结构相匹配的Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂。这种复合光催化剂不仅可以减少电子‑空穴对的复合，还能够提高对可见光的利用率，产物的光催化活性高。且制备方法新颖，稳定性好，可控性高。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，且特别涉及Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂及其制备方法。

背景技术

21世纪以来，世界环境污染问题越来越严重，尤其是空气和水污染首当其冲，解决此问题已迫在眉睫。因此，对新材料的研究，如纳米材料、复合材料、高分子材料等，已经被认为解决当前环境污染问题的重要手段。尤其是作为新能源转换和环境净化实际应用的绿色技术--半导体光催化作用受到越来越多的关注。半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，以此，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴，利用光生电子-空穴对的还原氧化能，可以降解周围环境中的有机污染物以及光解水制备H₂和O₂。TiO₂、ZnO和SnO₂等多种氧化物半导体是目前世界上当红的纳米光催化材料。但是由于这些材料的带隙能比较宽，因此只能吸收紫外光，极大地限制了它们的广泛应用。

如何利用可见光乃至红外光能量是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。研究学者通过掺杂来缩小带隙能的间距从而增加材料对可见光的吸收，或者通过制备复合材料达到电子-空穴对有效分离的目的。发明人研究发现，铋基半导体材料具有特殊的电子结构，并且对可见光有吸收。将铋基材料与宽禁带半导体材料相复合，是一种促进电子-空穴有效分离的非常有效的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂，此可见光催化剂能够有效减少电子-空穴对的复合，提高对可见光的利用率，光催化性能优异，稳定性好。

本发明的另一目的在于提供一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂的制备方法，将ZnO微球和BiOBr颗粒通过特殊退火工艺形成复合材料，方法新颖，操作简便，可控性高，适用于工业规模化生产。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂，包括 Bi₂₄O₃₁Br₁₀纳米片以及附着在Bi₂₄O₃₁Br₁₀纳米片上的ZnO微球。

本发明提出一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/ZnO复合可见光催化剂的制备方法，其包括：

制备BiOBr：将溴盐分散于水中，然后加入铋盐，分散后得到混合物，混合物进行水热合成反应得到BiOBr。

制备ZnO微球：将锌盐完全溶解于醇类溶剂中，经煅烧法得到 ZnO微球。