[发明专利]一种碘掺杂溴氧铋光催化剂在固氮方面的新应用

说明书

本发明公开了一种碘掺杂溴氧铋光催化剂在固氮方面的新应用，该碘掺杂溴氧铋光催化剂呈微米球状，其化学式为Bi₄O₅Br_xI_2‑X。本发明Bi₄O₅Br_xI_2‑X光催化剂材料，其制作方法简易、环保、成本低廉，产品纯净。本发明制备得到的光催化剂在可见光下具有良好的固氮应用前景。

技术领域

本发明涉及一种碘掺杂溴氧铋光催化剂在固氮方面的新应用。

背景技术

太阳能光催化固氮是在温和条件下实现氮气转化为氨的一种行之有效的方法,其核心是开发高效催化材料提高对氮气吸附和活化的能力。肖信等采用微波法制备了碘掺杂纳米Bi4O5Br2，报道了其对尼泊金丁酯和双酚A的降解性能， 但微波法需要特定装置，不利于规模生产（CN：107308961A）。图舜恒等报道了Bi/Bi4O5Br2/BiOI三元铋基复合光催化剂的降解性能（CN：107790157A），此专利并非碘掺杂范围。赵璐等利用羟基氧化钴双功能催化剂进行了高效的固氮反应应用（CN：110479277A）；Bi₄O₅X₂（Cl、Br、I）半导体光催化材料因其独特的层状结构和电子性质而具有良好的光催化活性。然而,该半导体光催化材料的固氮产量不能满足需求。魏琴等基于金功能化钛掺杂溴氧铋微球（CN：108982481A）来改变纯溴氧铋性能。但是成本过高，并不是个优质选择。因此,如何在保持该半导体光催化材料良好的光催化活性的同时,增加活性位点提高其对氮气的吸附和活化能力成为关键。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种成本低、且具有高效固氮性能的光催化剂。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种碘掺杂溴氧铋光催化剂，该碘掺杂溴氧铋光催化剂呈均匀微米球状，平均直径为2.0～9.0μm，其化学式为Bi₄O₅Br_xI_2-X，其中x取值范围为0～2。其中，x取值优选1，即该碘掺杂溴氧铋光催化剂的化学式为Bi₄O₅BrI，平均直径为3.0～3.5μm。

本发明还提供了上述碘掺杂溴氧铋光催化剂的制备方法，该碘掺杂溴氧铋光催化剂的制备方法如下：

（1）将1.5mmol的六水合硝酸铋加入5mL乙二醇中，搅拌均匀；

（2）将 0～1 mmol溴化钾和0～1 mmol碘化钾（二者总摩尔量加和为1mmol），加入15mL乙二醇中，搅拌均匀；

（3）将步骤（1）和步骤（2）的溶液混合，搅拌均匀，加入到聚四氟乙烯内衬中，180℃恒温水热反应16小时；离心、洗涤、干燥，产物即为Bi₄O₅Br_xI_2-X。

本发明还提供了上述碘掺杂溴氧铋光催化剂在光催化固氮方面的新应用。

其中光催化采用可见光。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明Bi₄O₅Br_xI_2-X光催化剂材料，其制作方法简易、环保、成本低廉，产品纯净，可见光下有良好的固氮性能。本发明制备得到的光催化剂具有良好的应用前景。

附图说明

图1为实施例一制备的Bi₄O₅Br_xI_2-X光催化剂的X射线衍射（XRD）图；