[发明专利]一种含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂及其制备方法

说明书

本申请公开了一种含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂及其制备方法，通过沉淀、离心洗涤、磁力搅拌等制备步骤得到含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂。本申请示出的制备方法所制备出的含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂，通过碘离子缺陷的构建，在光催化剂的价带与导带间形成了数个缺陷中间能级，改变光生电子的激发传输路径，促进了光生电荷的迁移转化，进而抑制了光生电子‑空穴对的复合。也扩宽了可见光响应的范围，提高了可见光的利用率，最终使制备的含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂提高了对NO的去除率。此外，本申请示出的制备方法所制备出的含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂的生产经济成本低廉。

技术领域

本申请涉及催化剂领域，尤其涉及一种含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着人类科技文明的进步，工业得到了大规模地发展，汽车也越来越普及，大量的氮氧化物排放到大气中。氮氧化物作为光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏的污染物，氮氧化物已经成为世界各国亟待解决的大气污染物。可见光驱动的光催化方法作为一种环境友好的绿色技术在环境污染净化和太阳能能源转化方面都展现出了良好的应用前景。可见光驱动的光催化方法能使氮氧化物在光催化剂作用下发生氧化反应，生成H₂O、硝酸盐、亚硝酸等而达到无害化，从而净化环境。

铋系光催化剂具有良好的光催化活性，可以有效地降解氮氧化物。大部分铋系光催化剂能被可见光激发，具有可见光催化活性。

但是，现有技术制备的铋系光催化剂的光量子转换效率较低，光响应范围窄，太阳能(可见光)利用率低等问题的存在阻碍了光催化技术的应用。现有技术制备的铋系光催化剂不能在价带与导带之间构建一个缺陷中间能级，无法改变光生电子从价带到导带跃迁激发路径，进而无法促进光生电子的迁移效率的提高。

发明内容

本申请提供了一种含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂及其制备方法，通过制备出含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂，由于碘离子缺陷的形成，可在光催化剂的价带与导带之间构建数个缺陷中间能级，改变光生电子从价带到导带跃迁激发路径，以达到提高光催化剂的光量子转换效率，增强其可见光催化活性的目的。

根据本申请的实施例第一方面示出一种含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

S101，在两个烧杯中均加入去离子水，将五水硝酸铋和碘化钾分别滴加到两个烧杯中，在室温下对五水硝酸铋和碘化钾进行磁力搅拌，分别得到五水硝酸铋溶液和碘化钾溶液；

S102，在水浴加热条件下，将碘化钾溶液滴加到五水硝酸铋溶液中，静置沉淀与溶液分离后得到砖红色沉淀物；

S103，将所述砖红色沉淀物离心洗涤，得到第一沉淀物；

S104，将所述第一沉淀物进行干燥，得到纯四方晶相的碘氧化铋纳米片光催化剂；

S105，将所述纯四方晶相的碘氧化铋纳米片光催化剂用还原剂对其进行还原，磁力搅拌后静置沉淀，然后将还原剂溶液滴加到碘氧化铋溶液中，室温下磁力搅拌后静置沉淀，得到第二沉淀物；

S106，将所述第二沉淀物离心洗涤后对其干燥，得到含有碘离子缺陷的铋复合碘氧化铋光催化剂。

可选择的，所述水浴加热的温度为70-90℃，所述水浴加热的反应时间为1-3h。

可选择的，所述离心洗涤所用的溶液为乙醇和去离子水，所述离心洗涤包括分别先后用乙醇、去离子水各洗涤两次。

可选择的，所述五水硝酸铋与所述碘化钾的摩尔比为1:1。

可选择的，所述还原剂为硼氢化钠。

可选择的，所述纯四方晶相的碘氧化铋纳米片光催化剂与所述还原剂的摩尔比为1:1。