[发明专利]一种光催化剂羟基磷酸氧铋Bi3

说明书

本发明涉及一种新型光催化剂羟基磷酸氧铋Bi₃O(PO₄)₂(OH)的常压制备方法，本发明所述方法包括以下步骤：1)用量筒量取蒸馏水400mL放入烧杯中，加入磁性转子，将烧杯置于油浴锅中，开始以350转/每分钟搅拌，使温度维持在80℃～95℃；2)将五水合硝酸铋加入至所述步骤(1)制得的分散体系中；等等。本发明与目前已有的水热合成法相比，该合成方法在常压和低温即可进行反应，且产物的纯度和形貌与水热合成法相同，能够很好的降低成本和进行扩大化生产。

技术领域

本发明涉及光催化催化剂制备领域，尤其涉及一种新型光催化剂羟基磷酸氧铋的常压制备方法。

背景技术

近年来，随着光催化技术在新能源开发及污染治理研究的应用，新型非TiO₂光催化剂的开发成为学者们的研究热点。羟基磷酸氧铋的光催化剂是一种非金属含氧酸盐催化剂，所含有的磷酸根具有较强的亲水性，对光生空穴有静电引力，能有效促进光生载流子的分离。

用于破坏性去除全氟烷基物质的水处理技术直到最近才开始出现在研究文献中，包括非常规的先进氧化和还原方法。全氟烷基物质的光催化降解尚未广泛开展，这是由于普通半导体材料诱导C-F键断裂的能力有限所致。与BiPO₄和β-Ga₂O₃作为纳米材料的参考催化剂相比，羟基磷酸氧铋微粒虽然表面积较小且带隙能较低，但是却实现了全氟辛酸降解和矿化的显着加快。在纯水溶液中羟基磷酸氧铋降解全氟辛酸的速率常数约为BiPO₄和β-Ga₂O₃的速率常数的约 15倍(按表面积进行标准化时，约为20-30倍)因此，如何低成本的制备纯净的羟基磷酸氧铋就成了急需解决的问题。

羟基磷酸氧铋的文献局限于德国的矿物学发现，该材料被发现是空间群三斜晶结构，并被命名为Petitjeanite。Sushant P.Sahu等人利用水热合成法出羟基磷酸氧铋(DOI:10.1021/acs.estlett.8b00395)，但仍然因为高温高压下进行的反应使得合成成本增加，无法进行大型的扩大化合成。

发明内容

本发明正是为了解决上述问题缺陷，提供一种新型光催化剂羟基磷酸氧铋的常压制备方法。与目前已有的水热合成法相比，该合成方法在常压和低温即可进行反应，且产物的纯度和形貌与水热合成法相同，能够很好的降低成本和进行扩大化生产。

本发明采用如下技术方案实现。

一种新型光催化剂羟基磷酸氧铋Bi₃O(PO₄)₂(OH)的常压制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)用量筒量取蒸馏水400mL放入烧杯中，加入磁性转子，将烧杯置于油浴锅中，开始以350转/每分钟搅拌，使温度维持在80℃～95℃；

(2)将五水合硝酸铋加入至所述步骤(1)制得的分散体系中；

(3)按照摩尔比将铋磷比为0.15～0.20的磷酸氢二铵固体加入到30mL水溶液中，并用氨水调节pH至9.0～11.5；

(4)将所述步骤(3)中配置好的溶液放入分液漏斗中逐滴加入到所述步骤(2)制得的溶液中；

(5)将所述步骤(4)配置好的溶液恒温搅拌24h-48h；

(6)将所述步骤(5)搅拌好的溶液室温陈化24h-48h；

(7)将所述步骤(6)陈化好的溶液在10000rpm下离心10min-20min，并用蒸馏水洗涤三次样品；

(8)将所述步骤(7)制得的样品置于80℃-100℃的真空干燥箱中干燥 48h-72h，得到Bi₃O(PO₄)₂(OH)。