[发明专利]以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法、超薄氯氧铋光催化剂及其应用

权利要求书

1.一种以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钒酸铋纳米片与含氯酸性废水混合进行离子交换反应，离心，洗涤，干燥，得到超薄氯氧铋光催化剂；所述含氯酸性废水中氯离子的浓度为150mM～300mM；所述钒酸铋纳米片与含氯酸性废水的比例为0.5g∶200mL。

2.根据权利要求1所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述钒酸铋纳米片的厚度为3.5nm～4nm；所述含氯酸性废水为含氯硫酸废水；所述含氯硫酸废水中硫酸的浓度为20g/L～80g/L；所述离子交换反应的时间为40h～60h。

3.根据权利要求2所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述含氯硫酸废水的制备方法包括以下步骤：

S1、将浓硫酸加入到氯化钠溶液中，搅拌，得到强酸性高氯硫酸废水；

S2、将步骤S1中得到的强酸性高氯硫酸废水与超纯水混合，得到含氯硫酸废水。

4.根据权利要求3所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述浓硫酸与氯化钠溶液的体积比为1～5∶19～100；所述氯化钠溶液中氯离子的质量浓度为9g/L～10g/L；所述搅拌的转速为600r/min～900r/min；所述搅拌的时间为4h～6h；

所述步骤S2中，所述强酸性高氯硫酸废水与超纯水的体积比为10～250∶0～250。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述钒酸铋纳米片的制备方法包括以下步骤：

(1)将原钒酸钠溶液加入到十六烷基三甲基溴化铵溶液中，搅拌，得到十六烷基三甲基溴化铵-原钒酸钠的混合溶液；

(2)将硝酸铋溶液加入到步骤(1)中得到的十六烷基三甲基溴化铵-原钒酸钠的混合溶液中，搅拌，得到钒酸铋前驱体混合物；

(3)将步骤(2)中得到的钒酸铋前驱体混合物进行反应，离心，洗涤，干燥，得到钒酸铋纳米片。

6.根据权利要求5所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述原钒酸钠溶液加入到十六烷基三甲基溴化铵溶液的体积比为1～3∶1～3；所述原钒酸钠溶液由原钒酸钠超声溶解到超纯水中制得；所述原钒酸钠与超纯水的比例为2mmol∶10mL～30mL；所述超声溶解的频率为30kHz～60kHz；所述超声溶解的时间为30min～60min；所述十六烷基三甲基溴化铵溶液由十六烷基三甲基溴化铵溶解到超纯水中制得；所述十六烷基三甲基溴化铵与超纯水的比例为0.05g∶10mL～30mL；所述搅拌的转速为500r/min～800r/min；所述搅拌的时间为60min～80min；

所述步骤(2)中，所述硝酸铋溶液由五水合硝酸铋溶解到超纯水中制备得到；所述五水合硝酸铋与超纯水的比例为2mmol∶30mL～50mL；所述搅拌的转速为500r/min～800r/min；所述搅拌的时间为60min～80min；

所述步骤(3)中，所述反应在水热条件下进行；所述反应的温度为115℃～125℃；所述反应的时间为24h～30h；所述干燥的温度为60℃～70℃；所述干燥的时间为8h～12h。

7.一种超薄氯氧铋光催化剂，其特征在于，所述超薄氯氧铋光催化剂由权利要求1～6中任一项所述的制备方法制得；所述超薄氯氧铋光催化剂的厚度为3.5nm～4nm。

8.一种如权利要求7所述的超薄氯氧铋光催化剂在降解有机污染物中的应用。