[发明专利]一种碘氧化铋基复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碘氧化铋基复合光催化剂及其制备方法，一种复合光催化剂,具体为碘氧化铋与钛酸钴复合光催化剂；所述碘氧化铋与钛酸复合光催化剂为固体结构；所述碘氧化铋与钛酸钴复合光催化剂在催化光源照射下可以对罗丹明B染料形成降解；本发明将二维碘氧化铋纳米片负载在一维多空钛酸钴纳米棒表面，使得所制备的复合光催化剂具有树枝状分级结构，有利于光子捕获和光生载流子分离；本发明复合光催化剂制备方法简单，工艺参数易于实现，在降低成本的同时还可以获得高产量和超纯度的复合光催化剂，适合大规模生产；在光解水产氢、光降解有机污染物及重金属离子和二氧化碳还原等领域具有广泛的应用前景和工业化前景。

技术领域

本发明涉及碘氧化铋基复合光催化剂技术领域，具体为一种碘氧化铋基复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，由于纺织或化妆品的迅速发展，水体中存在大量的有机污染物如罗丹明B、甲基橙；罗丹明B又称玫瑰红B或碱性玫瑰经，俗称花粉红，是一种具有鲜桃红色的人工合成的染料，易溶于水、乙醇，微溶于丙酮、氯仿、盐酸和氢氧化钠溶液；罗丹明B水溶液呈蓝红色，稀释后有强烈荧光；罗丹明B醇溶液为红色荧光；经老鼠实验发现，罗丹明B会引起皮下组织生肉瘤，已在2017年略如三类致癌物清单，在现有技术中，罗丹明B被用来光度测定金、镓、汞、锑、铊、荧光测定锰、钴等，比色测定镉；氧化还原指示剂用以滴定锡、锑、铌、钽的沉淀剂、生物染色剂系列激光染料；化妆品工业中，可用于浴液、洗发水、冷烫水等类产品的着色，但不得用于眼部、口腔及唇部化妆品中；这就导致了废水中存在有机物，这种有机物组成的废水对水环境、人体健康以及微生物带来巨大的危害。

光催化技术在环境修复和太阳能转换方面有着广泛的应用。众所周知，太阳光是无穷无尽的，光催化技术的主要优点是可以利用无限的太阳光将有机污染物完全降解为CO₂、H₂O和无机物。因此，光催化技术作为一种绿色环保技术，受到人们的广泛关注。可见光半导体光催化剂的设计与构筑是影响光催化技术实际应用的关键因素；作为一种窄带隙半导体材料，BiOI是一种很有前途的可见光驱动光催化剂，其具有很强的可见光响应性、稳定性和无毒性。然而，纯BiOI的光催化性能仍然较低，因为纯BiOI的光生电子空穴对易于复合。因此,将BiOI与另一种能带结构匹配的半导体耦合构筑异质结是克服其缺点以及提高光催化性能的有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碘氧化铋基复合光催化剂及其制备方法，操作流程简单、成本低廉、产量和纯度高；尺寸均匀性好，适合大规模生产；同时本发明内部的复合光催化剂将二为碘氧化铋纳米片负载在以为多孔钛酸钴纳米棒表面，使得催化剂具有树枝状分级结构，有利于光子捕获和光生载流子分离，使得催化剂获得高效光催化活性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合光催化剂,具体为碘氧化铋与钛酸钴复合光催化剂。

所述碘氧化铋与钛酸复合光催化剂为固体结构；所述碘氧化铋与钛酸钴复合光催化剂在催化光源照射下可以对罗丹明B染料形成降解。

所述碘氧化铋与钛酸钴复合光催化剂内部钛酸钴的质量占复合光催化剂总质量的15％-75％。

一种碘氧化铋基复合光催化剂制备方法，包括如下步骤：

1)准备复合光催化剂制备所需的原料；复合光催化剂的原料包括有钴源、铋源、碘源、酯类溶剂、乙二醇、钛酸钴、去离子水；

2)利用沉淀法制备钛酸钴纳米棒；选取步骤一中准备的酯类溶剂5毫升和乙二醇90毫升，首先将酯类溶剂和乙二醇混合形成混合溶剂，然后选取步骤一中所准备钴源若干克，将选取的钴源分散到酯类溶剂和乙二醇的混合溶剂中，将钴源和混合溶剂反应产生的产物进行收集并放入真空干燥箱中进行干燥，最后将干燥完成好的样品在一定温度下煅烧，形成钛酸钴纳米棒。