[发明专利]一种铋系/氮化碳复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种铋系/氮化碳复合催化剂及其制备方法和应用，包括：(1)C₃N₄前驱体与Bi₂O₃前驱体按配比混合制备得到Bi₂O₃/C₃N₄粉末；(2)取所得Bi₂O₃/C₃N₄粉末与KI按配比混合后分散于水中，混合均匀后持续搅拌同时滴加稀硫酸溶液，反应结束后依次经离心、水洗、烘干、研磨得Bi₂O₃‑BiOI/C₃N₄粉末；(3)取Bi₂O₃‑BiOI/C₃N₄粉末，分散于甲醇中，无氧条件下进行紫外光照射，然后依次经离心、水洗、烘干、研磨得Bi@Bi₂O₃‑BiOI/C₃N₄。本发明在制备Bi₂O₃过程中同步引入C₃N₄得到Bi₂O₃/C₃N₄；在KI的刻蚀作用下制备出Bi₂O₃‑BiOI/C₃N₄后，为进一步拓宽其可见光响应性，通过原位紫外光还原一部分Bi等离子体，使其成为Bi@Bi₂O₃‑BiOI/C₃N₄。

技术领域

本发明涉及高效可见光光催化材料技术领域，具体涉及一种铋系/C₃N₄复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着科技的不断发展与进步，人们在享受着许多便利的同时，环境污染以及能源短缺呈现出严峻的发展趋势，因而也受到了社会各界人士的广泛关注。一方面，在大力发展科技和工业的大潮下，工业三废(废水、废气、固废)在工农业生产过程中产生并被大量排入到环境中，并随着自然环境的循环而迁移。另一方面，传统的不可再生资源，如煤炭、石油的持续消耗使得高品质能源越来越紧缺，因此开发出高效的可持续能源成为又一大热点。水污染，作为环境污染的大问题之一，成为目前环境治理的重点之一。以印染行业和医药行业产生的废水污染治理为例，因为此类废水中存在着大量的有机污染物，如氯酚等有机污染物不仅会危害人体健康，也会对生态环境造成极为恶劣的影响。目前针对该类废水，科学家们主要采用例如电解法、化学絮凝法、吸附法、膜过滤法、还原沉淀法等物理化学方法，但存在着残留高、费用高、二次污染等问题。

因此，如何采用节能、高效的方法来实现污水中有机污染物的去除，成为近年来污水处理技术研究的重点。半导体光催化技术，作为一种新型的高级催化氧化技术，因其能在降解多种有机污染物发挥显著功效而走进人们的视野，并迅速发展起来。

在以太阳光为驱动力的情况下，半导体光催化剂就能够进行催化反应，例如应用于产氢、对有机物进行降解等。但是，现有的光催化剂普遍存在着可见光响应弱、光催化效率低等问题。因此，一种高效的半导体光催化剂，并且具有较强的可见光响应性对于解决目前废水中的有机污染就显得十分重要。

发明内容