[发明专利]一种硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂的制备方法及应用

说明书

一种硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂的制备方法及应用，它涉及一种复合光催化剂的制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有Bisubgt;2/subgt;MoOsubgt;6/subgt;不具有近红外光催化活性和降解有机污染物效果差的问题。方法：一、制备悬浊液；二、水热反应。硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂具有近红外光催化活性，在近红外光照射下用于降解有机污染物。本发明提供了以Bisubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;/Bisubgt;2/subgt;MoOsubgt;6/subgt;氧缺陷空心球异质结为代表的近红外光光催化剂为染料废水的处理提供了一种新的路径，具有工艺简单、处理效率高、成本低的优点。本发明可获得一种硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂。

技术领域

本发明涉及一种复合光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

当前环境日益恶化和能源危机逐渐加剧，有效利用可持续能源变得越来越重要。在所有可再生能源中，太阳能因其无污染、清洁、储量丰富而受到广泛关注。在充分利用太阳能的同时，寻找具有宽光谱响应的光催化剂是一项极具挑战性的任务。最成熟的光催化体系仅活跃在紫外或可见光区，分别占太阳光谱的4％和46％，而占太阳光谱50％的近红外光区(NIR)尚未充分利用。目前，TiO₂是较为广泛使用的半导体光催化剂，其光催化效率较高、化学稳定性好。但是TiO₂光催化剂只能吸收紫外线，对太阳光的利用率很低。因此，急需开发一种对太阳光利用率高的光催化材料。

由于上述原因，研究人员致力于开发可见光催化剂。其中，n型半导体Bi₂MoO₆作为Aurivillius oxide家族最简单的一员，具有[MoO₄]^2-与(Bi₂O₂)²⁺形成的层状结构，显示出稳定、无毒、成本低、耐腐蚀的优点。Bi₂MoO₆是一种窄带隙(2.5-2.8eV)半导体，具有可见光光催化活性。然而，单体Bi₂MoO₆的光吸收从紫外到波长小于480nm的可见光区，该光区仅占太阳光谱的一小部分。此外，电子和空穴对的快速重组限制了其量子转换效率。因此，如何提高其量子效率成为开发具有近红外光响应型的铋基催化剂的关键问题。

选择与Bi₂MoO₆能带匹配的半导体构筑异质结是解决上述问题的可行的方法。硫化铋(Bi₂S₃)，作为铋基半导体家族的一员，具有与Bi₂MoO₆类似的层状结构，对污染物降解具有光催化活性。由于Bi₂S₃带隙窄(约1.3ev)，吸收系数大，能吸收近红外波段的光，意味着几乎能吸收整个太阳光谱，因此，Bi₂S₃可作为一种有效的敏化剂将半导体的光吸收扩宽到近红外光区。然而，电子-空穴对的快速复合和光腐蚀严重抑制其单体的光催化性能。

此外，表面氧缺陷在光催化过程起着关键作用。表面氧缺陷可以捕获电子或空穴来抑制光生载流子的复合，促进被捕获的载流子转移到吸附质上。另外，具有大量局域电子的表面氧缺陷可增强对氧的吸附和活化产生活性氧自由基，提高光生载流子的分离效率。因此，期望制备出具有近红外光催化活性的Bi₂S₃/Bi₂MoO₆氧缺陷空心球异质结的复合材料。

发明内容

本发明的目的是要解决现有Bi₂MoO₆不具有近红外光催化活性和降解有机污染物效果差的问题，而提供一种硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂的制备方法及应用。

一种硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂的制备方法是按以下步骤完成的：

一、制备悬浊液：