[发明专利]基于电子束辐射增强BiOX光催化性能的方法

说明书

本发明公开了一种基于电子束辐射增强BiOX光催化性能的方法。步骤为：1)制备BiOX，其中X＝Cl、Br或I；2)称量制备的干燥BiOX分装入聚四氟乙烯塑料袋，均匀铺展并真空封装，置于电子束下进行辐照；辐射完后即得电子束辐照改性的BiOX用于光催化实验。采用本发明方法所得的催化剂材料，具有优良的可见光光催化性能，BiOX(X＝Cl、Br、I)经过简单的电离辐射处理后光催化性能和催化效率得以明显提升，可有效解决环境污染问题，且工艺简单，操作方便，便于大规模生产。

技术领域

发明涉及辐射化学和光催化材料制备领域，具体涉及一种电子束辐照增强纳米光催化剂性 能的方法。

背景技术

能源短缺和环境污染是当今人类社会面临的两大挑战。光催化技术可以将低密度的太阳能 转化为高密度的电能或者化学能，在催化剂的作用下可以直接利用太阳光降解水或空气中的有 机污染物，还可以光解水制备氢气。因此光催化技术在环境净化和清洁能源开发方面具有广阔 的应用前景。光催化的核心问题就是光催化剂的制取，目前被发现具有光催化活性的物质主要 有金属硫化物和金属氧化物等半导体。

铋金属氧化物材料由于其特有的层状结构和内部电场，能够有效地实现光生电子-空位的 分离，从而显示出优异的光催化性能。其中BiOX(X＝Cl、Br、I)由于其合适的禁带宽度在光催 化领域备受关注。此外，光催化剂的微观结构、特别尺寸、三维结构、表面形貌、晶面比例、 孔道等对材料的催化性能具有极大影响。

铋金属氧化物材料本身就具备优良的光催化性能，通过电子束辐照处理后其光催化性能得 到明显的提升，电子束预辐照能一定程度上改变金属催化剂的内部电场，使其光催化性能得到 提升。

近年来，高能电子束(HEEB)辐照技术因操作简单、耗时短并可同时制备大量纳米材料 等优点逐渐被用于纳米材料制备领域中，此外，HEEB辐照技术不被改性对象的状态所限制， 在气、液和固态下都能进行。当利用HEEB处理水溶液时，会有大量的活性粒子生成，如电 子(e-)、水合电子(eaq-)，这些活性粒子与前体化合物进一步发生反应，就能获得相应的纳 米材料。而电子束辐照过程中产生的羟基自由基等活性自由基可以与水中的有机污染物进行氧 化还原反应，从而将其降解。

高能电子束辐照技术由于其高效、低成本和操作便捷等特点，近年来被广泛

应用于临床医学、食品处理和材料改性等领域中此外，高能电子束辐照技术具有工业化大 批量的处理能力，也几乎不产生二次污染物。

当前关于BiOX(X＝Cl、Br、I)研究主要集中在其特殊形貌材料的制备和光催化剂合适的负 载材料对其催化效率的影响。或者是研究不同非金属(B，C，N，S，Si，P)掺杂对BiOX(X＝Cl、Br、I)电子结构和光吸收性能的影响，关于辐射对BiOX(X＝Cl、Br、I)催化性能的影响研究未 见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于电子束辐射增强BiOX光催化性能的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于电子束辐射增强BiOX光催化性能的方法，其特征 在于：包含如下步骤：

1)制备BiOX，其中X＝Cl、Br或I；

2)称量制备的干燥BiOX分装进聚四氟乙烯塑料袋，均匀铺展并真空封装，置于电子束 下进行辐照；辐射完后即得电子束辐照改性的BiOX用于光催化实验。

作为优选方案，所述步骤2)中，选择的电子束能量为1-5Mev，辐射剂量为30-300kGy， 剂量率为5-30kGy/pass。

进一步地，当所述步骤1)中X＝Cl时，具体步骤为：