[发明专利]一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料，包括钼酸铋光催化材料，该钼酸铋光催化材料的表面通过NaOH协助和焙烧引入超薄氧化铋纳米片。本发明还公开了该超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备钼酸铋基催化材料；步骤2，通过NaOH协助和焙烧将超薄氧化铋纳米片引入步骤1得到的钼酸铋基催化材料的表面，制备得到超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料。该材料无团聚，可见光响应范围宽，催化活性相比纯钼酸铋显著提高，重复使用性能良好，且制备工艺简单，条件温和，可控性好，操作方便。

技术领域

本发明属于工业催化制备技术领域，特别是涉及一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料，还涉及一种该超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料的制备方法。

背景技术

Bi₂MoO₆(钼酸铋)作为一种结构最为简单的Aurivillius(奥里维里斯)，是由(Bi₂O₂)²⁺层和(MoO₄)^2-层交替叠合构成层状结构的复合氧化物，Bi₂MoO₆的价带是由Bi_6s和O_2p轨道杂化而成，导带是Mo_3d轨道形成，其禁带宽度约为2.5～2.8eV，最大吸收波长大约为490nm，可以吸收部分可见光而被激发，因此，Bi₂MoO₆光催化材料的研究和开发将为提高太阳光的利用率提供新的思路，在环境净化和新能源开发领域具有潜在的应用价值，已成为目前广泛研究的光催化剂之一。然而，Bi₂MoO₆仍然存在可见光响应较窄，光生电子-空穴对易于复合、寿命较短和迁移速率较慢等缺陷，极大地限制了Bi₂MoO₆光催化材料的实际应用。针对Bi₂MoO₆光催化材料存在的缺陷或者不足，采用改性策略对其改性，继而开发出可见光催化活性高且性能稳定的新材料是实际应用的关键。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料，该材料具有良好的可见光响应性能，并且能够促进光生电子-空穴对的分离，因此解决钼酸铋可见光催化活性不高的问题。

本发明的第二个目的是提供一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料的制备方法，用以制造上述超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料。

为了实现上述第一个目的，本发明所采用的技术方案是，一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料，包括钼酸铋，钼酸铋的表面通过NaOH协助和焙烧引入超薄氧化铋纳米片。

为了实现上述第二个目的，本发明所采用的第二种技术方案是，一种超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备钼酸铋光催化材料；

步骤2，通过NaOH协助和焙烧将超薄氧化铋纳米片引入步骤1得到的钼酸铋的表面，制备得到超薄氧化铋/钼酸铋异质结光催化材料。

本发明的第二种技术方案，还具有以下特点：

所述步骤1具体包括：

步骤1.1，按照2：1的摩尔比分别量取Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂MoO₄·2H₂O，先将量取的Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于乙二醇溶液中，然后再向乙二醇溶液中加入量取的Na₂MoO₄·2H₂O，最后进行搅拌直至得到透明溶液；