[发明专利]一种整合同质结与异质结复合光催化剂的制备方法及用途

说明书

本发明属于环境材料制备技术领域，具体提供了一种整合同质结与异质结复合光催化剂的制备方法及用途。步骤如下：步骤1、Bi₃Ti₄O₁₂纳米片的制备；步骤2、量子点自掺杂Bi₂MoO₆/Bi₃Ti₄O₁₂异质结复合光催化剂的制备。本发明所述的方法制备的量子点自掺杂Bi₂MoO₆/Bi₃Ti₄O₁₂复合光催化剂具有较好的光催化活性和稳定性。

技术领域

本发明属于环境材料制备技术领域，涉及一种整合同质结与异质结复合光催化剂的制备方法及用途，具体涉及一种利用钼酸铋(Bi₂MoO₆)量子点自掺杂Bi₂MoO₆修饰的钛酸铋(Bi₃Ti₄O₁₂)异质结复合光催化剂的制备方法及用途。

背景技术

今年来，国际上对环境质量的恶化于生态平衡的失调十分关切，人类正面临着有史以来最严重的环境危机。在环境污染中，大部分直接与工业和工业产品的污染有关。染料废水是主要的有害工业废水之一，主要来源于染料及染料中间体生产行业。染料种类繁多，给人们的生活带来绚丽多彩的颜色并产生巨大经济效益，但也产生大量的染料废水排放到环境水体中，导致对自然水体的污染。其主要危害如下：

(1)染料的色度废水中的染料能吸收光线，降低水体的透明度，大量消耗水中的氧，造成水体缺氧，影响水生生物和微生物生长，破坏水体自净，同时易造成视觉上的污染。(2)染料是有机芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代以后生成的芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化学物、联苯等多苯环取代化合物，生物毒性都较大，有的还是“三致”物质。(3)染料中存在的重金属废水中的铬、铅、汞、砷、锌等重金属盐类无法生物降解，他们在自然环境中能长期存在，并且会通过食物链不断传递，在人体内积累。(4)废水中有机物含量高，成分复杂，有害物质含量高。一般的酸、碱、盐等物质和肥皂等洗涤剂虽然相对无害，但他们对环境仍有一定影响。近年来，许多含氮、磷的化合物大量用于洗净剂，尿素也常用于印染各道工序，使废水中总磷、总氮含量增高，排放后使水体富营养化。如果染料废水不加处理直接排放，将会对日益紧张的饮用水源造成极大的威胁。染料中较为常见的染料为罗丹明B(Rhodamine B)。罗丹明B是一种具有鲜桃红色的人工合成染料，经老鼠试验发现，罗丹明B会引致皮下组织生肉瘤，被怀疑是致癌物质，并在溶液中具有强烈的荧光，用作实验中细胞荧光染色剂、有色玻璃、特色烟花爆竹等行业。虽然染料给人类带来了色彩斑斓的生活，但其危害也不容小觑。因此，彻底根除环境中染料已经成为科研工作者迫切需要解决的重大问题。当前，染料的处理技术已经取得较大进展，并发展了诸多方法，如：物理法、化学法和生物法等，它们各具优点和特色。然而，利用这些传统方法处理染料废水，通常仍会有一定量的染料残留物排放到环境中，很难将其彻底根除，具有明显的局限性。

近年新兴的半导体光催化技术具有绿色、节能等优势，能够彻底降解染料污染物，可以补充传统处理方法的不足甚至取代传统方法。因此，利用光催化技术把难降解的染料污染物矿化分解为H₂O、CO₂和其他小分子物质，有望成为新的高效节能的环境污染治理技术，也是当今环境科学与技术领域研究热点。