[发明专利]一种ZnTiO

说明书

本发明公开了一种ZnTiO₃半导体修饰改性Bi₄NbO₈Cl的复合光催化剂的简单制备方法。该方法以氧化铋、氯氧化铋和五氧化二铌为原料，通过球磨、煅烧合成了Bi₄NbO₈Cl；通过沉淀法制备得到了ZnTiO₃；随后经过研磨、超声、煅烧的方法，制备得到ZnTiO₃/Bi₄NbO₈Cl复合光催化剂。该实验方法比较安全可靠，操作简便。ZnTiO₃与Bi₄NbO₈Cl呈现交叉带隙的特点，将两者复合后ZnTiO₃可以作为能量的浅势捕获阱，使光生电子更容易从Bi₄NbO₈Cl的导带迁移到ZnTiO₃的导带，光生空穴则更容易从ZnTiO₃的价带迁移到Bi₄NbO₈Cl的价带，从而促进光生载流子的分离效率，进而提高复合催化剂的性能。

技术领域：

本发明涉及一种无机复合改性光催化剂的制备方法，特别是涉及一种半导体复合改性材料的制备方法。更具体的说，是Bi₄NbO₈Cl作为主体，ZnTiO₃去掺杂，两者通过机械方法进行混合，得到ZnTiO₃改性Bi₄NbO₈Cl的复合光催化材料。本技术属于催化剂复合改性的制备领域。

背景技术：

21世纪以来，我国经济和科技水平迅速发展已跻身于世界前沿位置，与此同时导致我国出现了环境污染日益严重、能源逐渐枯竭的状况。其中水污染现象尤其严重，所以改善环境污染和合理利用能源已成为刻不容缓的事情。在过去的几十年中，光催化材料的研究主要集中在金属氧化物或氮氧化物上，但是这两类物质都有较大的缺点：对于金属氧化物，禁带宽度较大，能吸收的可见光频段仅占波谱的4％左右；对于氮氧化物，在阳光照射下不稳定且易分解。科学家们逐渐探索出用氯代替氮制备氯氧化物，其中Bi₄NbO₈Cl是具有代表性的该类光催化剂。Bi₄NbO₈Cl的带隙为2.39eV左右，对紫外光有较强的响应；此外，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。虽然Bi₄NbO₈Cl作为光催化剂有一定的优势，但是在使用过程中仍存在以下两个问题：

(1)Bi₄NbO₈Cl的禁带较宽(2.39eV)，只能吸收波长约在520nm以下的短波光，但低于387nm左右的偏紫外光能量只占太阳光能的5％。因此，如何扩大催化剂的可见光响应能力，是影响Bi₄NbO₈Cl能否大规模实际应用的一个重要因素。

(2)Bi₄NbO₈Cl作为单一的半导体材料，与改性催化剂相比，其光生载流子复合率仍然较高，较低的载流子分离效率一定程度上限制了Bi₄NbO₈Cl的实际应用。