[发明专利]一种改性花状碘氧化铋光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种改性花状碘氧化铋光催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将五水合硝酸铋溶解于溶剂中，得到五水合硝酸铋溶液；(2)将碘化钾溶液加入五水合硝酸铋溶液中；(3)通过酸溶液或碱溶液调节pH；(4)置于反应釜中进行水热反应，将水热反应得到的溶液洗涤，干燥，冷却后得到纯固体，研磨成粉末状，即得到所述的改性花状碘氧化铋光催化剂。与现有技术相比，本发明制备的花状改性碘氧化铋光催化剂，具有高催化活性，增加内电场效应，有效抑制电子和空穴的复合；在有机物降解，污染物脱除，二氧化碳还原等方面具有优良的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂，尤其是涉及一种改性花状碘氧化铋光催化剂的制备方法。

背景技术

能源和环境问题一直是我国关注的问题，在工业生产过程中，排放出大量的污染物。光催化技术在污染物治理方面起着重要的作用，近年来，越来越多的学者致力于光催化技术脱除污染物的研究。由于光催化剂的活性低，比表面积，禁带宽度等因素影响催化活性，因此开发具有高活性，比表面积大，窄禁带宽度的光催化剂尤为关键。

铋氧化物是很重要的功能材料，在光电转化、医药制药材料等方面有着很广泛的运用。其中，纯相还具有折射率高、能量带隙低和电导率高的特点。卤氧化铋BiOX(X＝Cl、Br、I)因其较高的稳定性和光催化活性受到研究者的关注，发现光催化活性明显高于P25，并且随着卤素原子序数的增加，卤氧化物BiOX(X＝Cl、Br、I)的光催化活性逐渐增大。BiOX(X＝Cl、Br、I)的晶型为PbFCl型，是一种高度各向异性的层状结构半导体，属于四方晶系。以BiOCl为例，Bi³⁺周围的O2-和Cl-成反四方柱配位，Cl-层为正方配位，其下一层为正方O^2-层，Cl^-层和O2-层交错45°，中间夹心为Bi³⁺层。研究表明：BiOF为直接带隙半导体，其他为间接带隙半导体，价带分别由O-2p和X-np(此处对于F、Cl、Br、I，n分别为2、3、4、5)占据，而导带主要由Bi-6p轨道贡献。这种结构使得X-np上的电子吸收光子之后，极容易被激发到Bi-6p上，实现空穴-电子对的分离，被分离的电子和空穴必须通过结构的一些空隙才能进行复合，复合率大大降低，因此光催化活性较高。化学沉积法、声化学方法、溶胶-凝胶法、微波加热法等都是制备纳米碘氧化铋光催化剂的方法。产品的形态也可根据方法不同而不同，如颗粒状、薄膜状、纤维状等。

碘氧化铋光催化剂材料得到越来越多学者的研究，通过掺杂复合，表面改性等方法提高其活性，但是在制备过程中耗时、形貌不易控制等，限制其在实际生产中的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改性花状碘氧化铋光催化剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种改性花状碘氧化铋光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将五水合硝酸铋超声溶解于溶剂中，得到五水合硝酸铋溶液；

(2)将碘化钾溶液加入五水合硝酸铋溶液中；

(3)通过酸溶液或碱溶液调节pH；

(4)置于反应釜中进行水热反应，反应后，过滤得到产物，通过离心洗涤，干燥，冷却后得到纯固体，研磨成粉末状，即得到所述的改性花状碘氧化铋光催化剂。

优选地，步骤(1)中的溶剂为无水乙醇。

优选地，步骤(1)中五水合硝酸铋溶液的浓度为0.03-0.04mol/L。

优选地，步骤(1)中将五水合硝酸铋溶解于溶剂中后磁力搅拌30min，得到五水合硝酸铋溶液。

优选地，步骤(2)中碘化钾和五水合硝酸铋的摩尔比为1:1。