[发明专利]一种碘化银/溴氧化铋异质结光催化剂的制法和用途

说明书

本发明提供了一种AgI/BiOBr异质结光催化剂的制备方法和用途。首先分别将铋盐物质和溴源物质溶于乙二醇，再将两种溶液混合并搅拌1 h；将上述混合溶液转移到反应釜中，在125‑185℃下反应14‑22 h，得到乳白色固体；将乳白色固体洗涤、干燥、研磨，得干燥的BiOBr粉末。将银盐溶于40ml去离子水后，将已制备好的BiOBr粉末加入到上述溶液中，将碘源滴加入到上述溶液中，搅拌60min后得到黄色沉淀；将黄色沉淀洗涤、干燥、研磨，得到的黄色粉末为AgI/BiOBr异质结光催化剂。将本发明所制备的AgI/BiOBr异质结光催化剂用于降解水中的有机污染物，该催化剂相对于商业TiO₂ (P25)、纯相的AgI及纯相的BiOBr等光催化剂具有更高的可见光催化活性。

技术领域

本发明属于半导体光催化领域，具体涉及一种碘化银/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法及其用途。

背景技术

环境内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)是指一类可通过干扰生物体内保持自身平衡和调节发育过程天然激素的合成、分泌、运输、反应和代谢等过程的外源性化学物质，从而对生殖系统、神经系统、心血管、新陈代谢和免疫系统等功能的正常运行产生影响。EDCs包括天然的和人工合成的化合物，天然的比如植物雌激素和天然雌激素，人工合成的包含一些药物制剂、农药和各类工业化学品等。环境中的EDCs部分来自人和动物、植物的分泌物，其余是通过人工合成的化合物在制造、储存、使用及处理阶段释放到环境中，这些EDCs具有浓度低（ng-μg/L级）、毒性大、难降解、易蓄积等特点，通过生物界内食物链蓄积效应，大量的EDC_S存在于动物体内，进而对动物和人类带来巨大的威胁，逐渐破坏生态环境。

半导体光催化氧化技术是一种新型水处理技术，对多种环境内分泌干扰物有明显的降解效果，具有广泛的应用前景。近年来, 具有可见光活性的铋系光催化剂引起了人们的广泛关注，其中卤氧化铋BiOX（X=Cl、Br、I）因其独特的层状结构、适合的禁带宽度和高的稳定性，成为半导体光催化剂研究的一个新方向。广泛应用于催化、光学涂层、固体燃料电池、气体传感器和玻璃制造等领域。BiOBr 属于间接带隙半导体, 禁带宽度为2.6-2.9eV,BiOBr 在水中受到能量高于其带隙能的光照射时, 会产生导带电子和价带空穴, 它们分别与O₂和H₂O等反应产生具有氧化活性的自由基, 如•O₂^-和•OH等, 这些自由基可与光催化剂表面吸附的有机污染物发生氧化还原反应, 使其降解。利用BiOBr 作为半导体光催化剂将在水污染处理中显示出广阔的应用前景。

但是，单一的BiOBr 仍然存在以下问题：禁带宽度较大约为2.75eV（需要的激发能高）；光生电子与空穴容易再结合，导致量子效率低；光催化活性较低，这些缺陷制约了其在环境方面的实际应用。为了进一步提高光催化剂的活性，人们通过构建异质结等方法抑制电子与空穴的再结合、拓展光催化剂对光的吸收范围，从而提高光催化剂的活性。

研究发现，以BiOBr为基础合成异质结材料是一种提高光催化活性的有效方法。具体示例如下：