[发明专利]一种复合型纳米Tb/BiOCl材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合型纳米Tb/BiOCl材料的制备方法，首先将氯化钾加入乙二醇中，形成溶液A；将五水合硝酸铋加入乙二醇中，形成溶液B，然后将溶液A逐滴加入溶液B，且使n(Bi):n(Cl)＝1:1，滴加完成后继续搅拌，然后加入六水合硝酸铽，并进行超声震荡得到混合溶液；接着将混合溶液转入反应釜中密封，然后放入烘箱进行反应；反应结束后，将反应釜自然冷却至室温，收集固体沉淀，洗涤后干燥即得复合型纳米Tb/BiOCl材料。本发明制备的纳米Tb/BiOCl催化剂在可见光下对甲基橙具有较高的催化降解能力。

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，具体涉及一种复合型纳米Tb/BiOCl材料的制备方法。

背景技术

随着社会工业化的发展，环境污染逐渐加剧。生产与生活污水的排放量急剧增加，全球性水体污染日趋严重，威胁着社会经济乃至人类自身的可持续发展。因此，开发新的污染物处理技术迫在眉睫。半导体光催化技术由于其应用能耗低，范围广，以及对环境无二次污染等优点，自20世纪被发现以来备受瞩目，越来越多的研究人员投身于这一领域的研究。

文献“中国专利CN105214694A”公布了一种软模板法制备BiOCl空心壳的方法,属于纳米光催化材料制备领域。该发明通过简单的合成方法和无毒试剂合成光催化材料,满足绿色环保的要求,离子液体不仅用作为溴源和溶剂,同时也作为油相形成微乳液滴,对BiOCl空心壳的形成有着重要作用,所制备的BiOCl空心壳在污染治理、新能源制备和选择性催化氧化等领域都有较高的应用价值。

文献“中国专利CN106391062A”公布了一种BiVO4/BiOCl异质结光催化剂,该催化剂是以BiOCl为核,BiVO4纳米片包裹在BiOCl核外的微球,微球直径为1～5μm。该发明所合成的BiVO4/BiOCl光催化剂具有较高的结晶性,且无其它杂质产生；具有较宽的光响应范围,并对有机染料具有较高的光催化降解活性。

文献“中国专利CN105032452A”公布了一种高可见光活性的K掺杂BiOCl光催化剂的制备方法,该制备方法温度低,过程简单,易于操作,可连续化生产；该方法制得光催化剂具有优异的可见光催化性能。

文献“中国专利CN103433022A”公布了一种可见光响应型Tb/BiVO4催化剂及其制备方法和应用,其主要成分为BiVO4,为四方锆石相结构,且BiVO4的晶格中含有Tb3+。该发明加热速度快,加热均匀,缩短了反应时间,提高了工作效率,合成的可见光响应型Tb/BiVO4催化剂具有较高的光催化活性,能够应用于环境污染物处理。

文献“中国专利CN104475133A”公布了一种Bi/BiOCl光催化剂的制备方法,属于光催化材料领域。本发明采用一步燃烧法,以硝酸铋、氯化铵和柠檬酸为原料,通过硝酸盐和柠檬酸间的氧化还原反应,制备出Bi/BiOCl复合光催化剂。Bi与BiOCl的独特相互作用增强了催化剂对可见光的吸收性能和加快光生载流子的输运过程,减小了电子-空穴对的复合几率,提高了可见光催化的量子效率。在可见光下该复合催化材料具有极高的降解有机染料的性能。本发明的制备方法工艺简单,制备时间短,条件温和,成本低廉,易于操作,不需要复杂设备,可连续化生产。

近年来，氯氧化铋(BiOCl)受到越来越多研究人员的关注，由于其独特的二维层状结构以及其内部构筑了强的内电场作用，使得光生电子与空穴在其强的内部电场的作用下可以达到有效的分离，因而BiOCl拥有比TiO2更高的光催化效率。但一方面由于BiOCl光吸收边靠近紫外光区，自身在可见光区吸收太弱，导致对光的利用效率太低；另一方面其禁带宽度过大(3.2-3.6eV)，光生电子和空穴激发困难，导致其应用受到很大的限制。