[发明专利]一种p-n型异质结BiOBr/SnO2

说明书

本发明提供一种p‑n型异质结BiOBr/SnO2复合光催化剂及其制备方法，通过磁力搅拌、水热、离心洗涤等制备步骤得到了原位复合的BiOBr/SnO2复合光催化剂。本发明制备的BiOBr/SnO2复合光催化剂，通过BiOBr与SnO2之间p‑n异质结的构建，形成了内界电场，在内界电场的作用下改变了光生电子的激发传输路径，促进了光生电荷的迁移转化，进而抑制了光生电子‑空穴对的复合，本发明制备的BiOBr/SnO2复合光催化剂相较于纯相BiOBr和SnO2，提高了可见光催化性能，也提高了NO的降解效率。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种p-n型异质结BiOBr/SnO2复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,氮氧化物作为光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏的污染物，还可以引起光化学烟雾和PM2.5等二次污染氮氧化物已经成为世界各国亟待解决的大气污染物，大气环境中低浓度NOx的消除对于大气环境的改善具有重要的意义。

半导体光催化技术可利用光能激发产生活性自由基催化降解大气污染物,是一种环境友好型的技术。

现有技术中，大多数的光催化材料应用于污染控制和太阳能转换时光量子转换效率太低,可见光区太阳能利用率低，光生电子和空穴复合严重等问题的存在而阻碍光催化技术的应用。因此，寻求一种光能利用率高，光催化性能稳定的光催化剂乃当务之急。

二氧化锡(SnO2)作为一种n型半导体光催化剂，近年来受到了研究者的广泛关注。由于SnO2具有低成本、低毒性、稳定性好等优点，在多个领域得到了广泛的应用。然而，SnO2也存在一些缺陷，如光生电子空穴对的复合率高、带隙宽(约3.6eV)，不能利用可见光。

溴氧化铋(BiOBr)以其优异的性能和二维片层结构引起了人们的广泛关注。此外，BiOBr的p型特性使其与n型半导体结合形成p-n型异质结，形成的p-n异质结能有效地提高光催化活性。

因此，如何构建具有高光催化性能的p-n型BiOBr/SnO2异质结复合材料，使其可以改变光生电子的激发传输路径，促进光生电荷的迁移转化，进而抑制了光生电子-空穴对的复合，从而提高NO的降解效率成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种p-n型异质结BiOBr/SnO2复合光催化剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的不能改变光生电子的激发传输路径，不能促进光生电荷的迁移转化，也不能抑制光生电子-空穴对的复合，更不能提高NO的降解效率的问题。

一方面，本发明提供一种p-n型异质结BiOBr/SnO2复合光催化剂的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：

S101，取3.50g五水四氯化锡溶解在50mL去离子水中形成溶液，磁力搅拌20min；

S102，取2g氢氧化钠溶解于50mL去离子水中形成溶液，然后将该溶液逐滴缓慢地加入到所述S101得到的混合溶液中，磁力搅拌10min使溶液充分混合；

S103，将混合溶液进行高温水热反应,结束后静置冷却，将得到的沉淀物离心洗涤，干燥后得到SnO2样品；

S104，取1.94g硝酸铋和0.476g溴化钾分别溶于50mL和20mL乙二醇中，磁力搅拌20min后将二者混合；

S105，分别加入不同质量S103中制备得到的SnO2样品，于室温下搅拌30min后，将混合溶液进行高温水热反应,结束后静置冷却，将得到的沉淀物离心洗涤，干燥后得到BiOBr/SnO2复合光催化剂。

采用上述技术方案，当S105中不加入SnO2样品时，在S104操作完之后直接于室温下搅拌30min后，将混合溶液进行高温水热反应,结束后静置冷却，将得到的沉淀物离心洗涤，干燥后即可得到纯相的BiOBr样品。