[发明专利]一种Bi₂S₃/BiOBr复合光催化材料的制备方法及其应用在审

申请号：	201810784797.7	申请日：	2018-07-17
公开（公告）号：	CN108906085A	公开（公告）日：	2018-11-30
发明（设计）人：	徐超亚;徐芳;党治国;武大鹏;高志永;蒋凯	申请（专利权）人：	河南师范大学
主分类号：	B01J27/06	分类号：	B01J27/06;C01C1/02
代理公司：	新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙) 41139	代理人：	路宽
地址：	453007 河***	国省代码：	河南;41
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摘要：
搜索关键词：	复合光催化材料乙二醇溶液制备溴化十六烷基三甲胺光催化复合材料聚乙烯吡咯烷酮传输和分离光催化性能光生载流子硫代乙酰胺分散液中接触界面室温反应水热反应硝酸铋配制应用合成
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【说明书】：

本发明公开了一种Bi₂S₃/BiOBr复合光催化材料的制备方法及其应用，将聚乙烯吡咯烷酮和硝酸铋的乙二醇溶液中加入溴化十六烷基三甲胺的乙二醇溶液，采用水热反应合成BiOBr材料；配制硫代乙酰胺的水溶液，并逐滴加入到BiOBr材料的分散液中，于室温反应3h得到Bi₂S₃/BiOBr复合光催化材料。本发明制得的光催化复合材料中Bi₂S₃和BiOBr具有良好的接触界面，有利于光生载流子的传输和分离效率的提高，使得光催化性能大幅提高。

技术领域

本发明属于复合光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种Bi₂S₃/BiOBr复合光催化材料的制备方法及其应用。

背景技术

氮气是地球大气层的主要成分，而且能够作为原料直接合成氨（NH₃）。传统的由N₂合成NH₃的方法需要高温高压条件。光催化技术利用太阳光作为能源，选择合适的光催化剂，利用光子能量活化N₂分子合成NH₃是一种环境友好、条件温和的合成NH₃的方法。但是光催化合成NH₃的效率还比较低，因此寻求光催化剂材料是提高光催化氮还原合成氨效率的重要途径。BiOBr的带隙宽度为~2.6eV，具有层状结构，给原子极化提供足够的空间，层与层之间的内建电场有助于载流子的有效分离，因此BiOBr是一种优异的光催化氮还原的催化剂材料。然而BiOBr在可见光的吸收范围比较窄，只能吸收450nm以下的可见光。为了提高BiOBr在可见光区的响应范围，与窄带隙半导体形成复合光催化剂是一种广泛应用的方法。如公告号为104659157B的专利公开了一种BiOBr/CdS光电薄膜材料的制备方法，CdS作为光敏半导体，能够有效提高光生载流子的寿命及传输和分离效率。

硫化铋（Bi₂S₃）的带隙是~1.3eV，能吸收波长为800nm以内的可见光，而且硫化铋具有良好的稳定性和光催化活性，被广泛用作光催化材料或与其他材料形成复合光催化剂提高复合材料的光催化性能。公告号为103611551B的专利公开了一种制备Bi₂S₃/Bi₂MoO6异质结复合材料的方法，Bi₂S₃的引入可以拓宽光催化剂对太阳光的响应范围，提高对入射光的捕获能力。Bi₂S₃与CdS相比，不但可以提高复合光催化剂的光生载流子的寿命及传输和分离效率，而且Bi₂S₃具有更好的光稳定性以及环境友好性。因此Bi₂S₃与BiOBr形成复合材料将会表现出优异的光催化氮还原性能。