[发明专利]一种CoTiO

说明书

本发明属于光催化剂领域，提供了一种用于降解有机废水的CoTiO₃掺杂Bi₄NbO₈Cl复合光催化剂及制备方法。分别使用溶液燃烧法、沉淀煅烧法制备得Bi₄NbO₈Cl、CoTiO₃粉末，然后通过研磨、超声等机械手段制备得CoTiO₃/Bi₄NbO₈Cl复合光催化剂。Bi₄NbO₈Cl是由[Bi₂O₂]²⁺、[NbO₄]^3‑、[Bi₂O₂]²⁺、[C1]^‑1形成的单层钙钛矿结构，它内部具有强电场可导致更好的电子和空穴分离以增强光催化活性。CoTiO₃作为一种ABO₃型钙钛矿氧化物的优良窄带隙半导体材料，在可见光区域有着良好的光响应性。将CoTiO₃与层状Bi₄NbO₈Cl复合形成异质结光催化剂，拓宽了Bi₄NbO₈Cl的可见光响应范围，降低了光生载流子的复合效度，提高其光催化效率，是得其光催化降解有机废水效率得到了提高。

技术领域：

本发明属于环境化学中光催化治理污染物技术领域，具体涉及半导体掺杂改性的复合催化剂的一种简单制备方法。

背景技术：

近几年我国出现了环境污染日益严重、能源逐渐枯竭的状况，尤其是水污染问题。利用半导体材料可以将水中各种污染物分解为无毒的小分子物质。在过去， ZnO、TiO₂、钛酸盐等得到了研究人员的青睐，被大量研究。对于金属氧化物，其禁带宽度较大，可以大量吸收紫外光，但是对于可见光的响应能力不足。而 Bi₄NbO₈Cl的带隙约为2.39eV，该类光催化剂有效作用时间长，对环境无污染等特点使其成为理想的光催化材料。Bi₄NbO₈Cl是由[Bi₂O₂]²⁺、[NbO₄]^3-、[Bi₂O₂]²⁺、 [C1]^-1形成的层状结构，该结构有利于后续层间修饰过程的进行，进而提高材料的光吸收特性和光催化活性，但是其光生载流子的复合效率限制了其进一步发展。 CoTiO₃具有较窄的带隙，对可见光具有较强的吸收能力而且载流子迁移率高，此外，CoTiO₃的导带和价带位置相对合适，将其与Bi₄NbO₈Cl复合形成异质结光催化剂，可以提高Bi₄NbO₈Cl的光催化降解效率。

发明内容：

本发明目的在于克服Bi₄NbO₈Cl载流子复合效率高的缺点，提供一种安全可靠、简单操作的改进方法。经多次探索，得出一种CoTiO₃/Bi₄NbO₈Cl复合光催化剂材料的制备方法，包含以下步骤：

1、一种CoTiO₃/Bi₄NbO₈Cl复合光催化剂材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

(1)Bi₄NbO₈Cl的制备：将378.3mg尿素溶于5mL去离子水中，充分搅拌后，依次加入135mg氯化铌、727.6mg五水硝酸铋和130mg氯氧化铋，分别超声搅拌30min。将混合液转移到瓷舟中，放入预先加热至600℃的马弗炉中煅烧6h。