[发明专利]一种Bi2O2CO3光催化剂的制备方法及制得的Bi2O2CO3光催化剂和应用

说明书

本发明提供了一种Bi₂O₂CO₃光催化剂的制备方法及制得的Bi₂O₂CO₃光催化剂和应用，所述制备方法包括：(1)在硝酸铋和尿素中加入水，以及滴加氯化物溶液，搅拌形成铋前驱体；所述硝酸铋和尿素的摩尔用量比例为：1：(1‑20)；(2)采用碱性溶液将铋前驱体的pH值调为5.0‑6.5，形成反应物；(3)将反应物在150‑160℃下进行反应24‑30h，得到沉淀；(4)将步骤(3)得到的所述沉淀洗涤，干燥，得到片状结构的Bi₂O₂CO₃微纳米片光催化剂粉体。本发明所述制备方法过程中所用试剂均为无毒、无害、无二次污染的绿色试剂，且在催化剂使用过程中也不会对环境造成污染。本发明制得的Bi₂O₂CO₃光催化剂具有良好的光催化活性，应用于降解废水时催化效率高，且具有良好的稳定性和可重复利用。

技术领域

本发明属于环境化工光催化水处理技术领域，尤其涉及一种Bi₂O₂CO₃光催化剂的制备方法及制得的Bi₂O₂CO₃光催化剂和应用。

背景技术

光催化技术在解决能源和环境问题方面具有重要的应用前景，因此受到了广泛关注。在光催化领域中，TiO₂由于具有高光催化活性、结构稳定、价格便宜、无毒等优良特性，因而称为研究最为广泛的光催化剂之一。但是TiO₂光激发时所产生的电子与空穴非常容易复合，使得光量子效率较低。因此，开发出新型半导体光催化剂成为主要的研究工作之一。

目前，Bi系复合光催化半导体具有良好的光催化活性，逐渐发展成为了光催化领域的研究热点。Bi₂O₂CO₃是一种Aurivillius型氧化物，是由[Bi₂O₂]²⁺层和 CO₃^2-层交替组成的层状结构。Bi₂O₂CO₃作为一种功能性半导体材料已经渗透到人类的生产和生活中，特别是在于医药、铋盐生产、塑料添加剂和化妆品附着剂等领域已得到广泛应用；同时Bi₂O₂CO₃因其独特的光学性能，使其在能源利用与环境保护方面显示出诱人的前景，被认为是一种潜在的光催化剂材料，尤其是作为一种新型半导体光催化材料，在光催化氧化和还原方面表现出了优异的性能，特别是在光解水和降解有机污染物等方面具有显著的发展前景，受到了广大科研工作者的广泛关注并进行了深入的研究。然而在当前制备Bi₂O₂CO₃的过程中常用的表面活性剂(模板剂/结构导向剂)可能会在催化剂内残留，或者在水热处理过程中会发生分解产生有毒、有害物质等问题。在环保日益重要的今天，使其难以大规模合成，因而限制了材料的推广应用受限制。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的之一在于提供一种Bi₂O₂CO₃光催化剂的制备方法，所述制备方法在制备过程中所用试剂均为无毒、无害、无二次污染的绿色试剂，且在催化剂使用过程中也不会对环境造成污染。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案，一种Bi₂O₂CO₃光催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在硝酸铋和尿素中加入水，以及滴加氯化物溶液，搅拌形成铋前驱体；

所述硝酸铋和尿素的摩尔用量比例为：1：(1-20)；