[发明专利]BiO(HCOO)xIyBr1-x-y固溶体光催化剂的固相研磨制备方法

说明书

本发明涉及一种室温固相研磨法制备片状溴‑碘‑甲酸氧铋固溶体BiO(HCOO)_xI_yBr_1‑x‑y光催化剂的方法及其性能研究，特别是采用了简单的固相研磨法，制备得到片状溴‑碘‑甲酸氧铋固溶体。该样品的制备方法包括以下步骤：将五水硝酸铋与甲酸钠粉末置于研钵中，常温下研磨一定时间后直接加入溴化钾研磨，再加入碘化钾继续研磨一定时间，反应结束后洗涤干燥即可得到片状溴‑碘‑甲酸氧铋固溶体。固溶体在降解模拟污染物罗丹明B(RhB)时具有很好效果，表明其在环境污染治理方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于无机纳米材料制备领域，具体来说，是一种BiO(HCOO)_xI_yBr_1-x-y固溶体光催化剂的固相研磨制备方法。

背景技术

当今社会面临着能源短缺和环境污染两大难题，半导体光催化剂因其具有解决能源和环境问题上的巨大潜力而引起了广泛的研究兴趣。迄今为止，各种半导体材料被设计成光催化剂，包括金属氧化物、硫化物、氮化物及其复合物。其中铋的氧化物具有[Bi₂O₂]²⁺的层状结构,例如Bi₂O₃,BiOX(X＝Cl,Br,I),BiVO₄,Bi₂WO₆,Bi₄Ti₃O₁₂,BiPO₄,Bi₂O₂CO₃,BiOHCOO等。这种独特的层状结构形成的内部电场有利于光生电子和空穴的分离，从而提高了其光催化效果。

然而,BiOHCOO较大的禁带宽度约为3.30eV(Xiong,Cheng,et al.BiOCOOHhierarchical nanostructures:Shape-controlled solvothermal synthesis andphotocatalytic degradation performances[J].CrystEngComm,2011,13,2381)使其只能在紫外光的激发下显示出光催化活性，而紫外光约占太阳光的5％。因此扩大BiOHCOO的光吸收范围显得尤为重要。到目前为止，人们已经开发出许多方法来扩大宽带隙半导体的光响应范围，包括构造异质结构、金属和非金属元素掺杂和共掺杂、贵金属沉积、晶体面设计、构建固溶体等。其中，固体溶液的形成可以连续地调节带结构，从而在氧化还原能力和光吸收之间达到最佳平衡，使光催化活性达到最大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种BiO(HCOO)_xI_yBr_1-x-y固溶体光催化剂的固相研磨制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：在室温下通过依次加入水难溶性的五水硝酸铋，水溶性的甲酸钠，碘化钾，溴化钾原料于研钵中研磨，固相研磨制备出结晶性良好的BiO(HCOO)_xI_yBr_1-x-y固溶体光催化剂，从而实现了本发明的目的，包括以下步骤：

步骤1：将Bi(NO₃)₃·5H₂O与HCOONa混合研磨一定时间；

步骤2：在步骤1所得产物中加入KI，KBr继续研磨一定时间；

步骤3：反应结束后洗涤干燥后即得片状BiO(HCOO)_xI_yBr_1-x-y固溶体光催化剂。

步骤1所述的研磨时间为1h；

步骤1所述的研磨温度为室温；

步骤2所述的加样品顺序为先碘化钾，后溴化钾；