[发明专利]BiOIO

说明书

本发明提供了一种BiOIO₃/g‑C₃N₄异质结光催化剂及其制备方法与应用，其制备包括：首先通过煅烧法制备出g‑C₃N₄纳米材料，然后在控制前体溶液酸碱度下通过简单的水热法制备出不同形貌BiOIO₃/g‑C₃N₄异质结光催化剂。BiOIO₃和g‑C₃N₄之间形成的异质结构能够提高光生电子‑空穴对分离和迁移的效率，进而提高催化剂的光催化活性。制备的不同形貌BiOIO₃/g‑C₃N₄异质结光催化剂具有不同的汞去除效率，其中呈方形块的BiOIO₃/g‑C₃N₄汞去除效率达到94.3％，解决电厂烟气汞排放问题。本发明制造成本低，工艺简单，而且能为可控的合成不同形貌的异质结催化剂提供依据。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种具有BiOIO₃/g-C₃N₄异质结光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

汞是环境中重金属类污染物之一，其来源既有自然因素，也存在人为因素。目前，由人为因素导致的汞污染问题日益严重。汞污染对环境和人类健康造成了极大的危害，因此，汞排放控制已引起广泛重视。美国环境保护署(EPA)于2012 年发布了《汞最终国家标准》和《空气有毒物质控制汞标准》。2013年联合国环境规划署通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》。由于人为活动产生的汞主要源于煤炭燃烧，2015年后，中国环境保护部制定了新的发电厂汞排放标准，将汞排放限制在0.03mg/m³。因此，提高电厂汞的去除效率已成为一个紧迫的问题。

电厂烟气中存在三种形式汞：颗粒汞、Hg⁰、Hg²⁺，然而有效脱除电厂烟气中的汞，关键是Hg⁰的高效转化与脱除。将Hg⁰首先光催化氧化成Hg²⁺，再将其脱除是一种可行的技术方案。

然而，虽然人们一直在努力开发更高效的半导体光催化剂，但事实表明，光催化剂的性能远远不能满足实际应用的需要。一个关键问题是光催化过程中光生电子-空穴对的快速复合降低了电荷的分离效率，从而导致催化剂光催化活性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的催化剂材料催化效率低、制备工艺复杂，制备成本高的问题，提供一种BiOIO₃/g-C₃N₄异质结光催化剂及其制备方法与应用。

本发明提供了一种具有BiOIO₃/g-C₃N₄异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将三聚氰胺置于马弗炉中以6℃/min的升温速率将三聚氰胺在坩埚中加热到560-600℃并维持2.5-3h，然后自然冷却，得到g-C₃N₄纳米材料；

2)将KIO₃溶于去离子水中磁力搅拌至完全溶解形成溶液A，溶液A中KIO₃的物质量浓度为0.167mol/L。

3)将Bi(NO₃)₃·5H₂O和g-C₃N₄溶于去离子水中，超声处理至g-C₃N₄充分的分散，持续磁力搅拌并加入质量分数67％HNO₃溶液形成溶液B；