[发明专利]一种BiPO4

说明书

本发明公开了一种BiPO₄/BiOBr p‑n异质结复合光催化材料及其制备方法。本发明的方法以NaBr、NaH₂PO₄和Bi(NO₃)₃·5H₂O为原料，甲醇为溶剂，采用一步水热法制备BiPO₄/BiOBr p‑n异质结复合光催化材料。本发明工艺简单、生产成本低、所制备的BiPO₄/BiOBr p‑n异质结复合光催化材料光生载流子分离效率高，可见光催化活性高，能快速有效脱除有害有机污染物，在处理工业废水领域就有良好应用潜力。

技术领域

本发明涉及可见光催化材料制备领域，具体涉及一种BiPO₄/BiOBrp-n异质结复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着工业的发展，随之而来的水体污染问题也越来越严重。光催化技术是解决上述问题的可行有效方法之一。而高效、稳定光催化剂的制备是光催化技术的核心。为了更好利用太阳能，因此，可见光催化材料的制备及应用为近年来热点课题。

BiOBr为p-型半导体可见光光催化材料，表现出较好的可见光催化活性。单一BiOBr由于存在较高的光生电子-空穴复合几率，以及本身光和化学稳定性较差的问题，导致其光催化性能还需要进一步提高，限制了它的实际应用。而磷酸铋(BiPO₄)是一种n型半导体光催化材料，其禁带宽度为3.8～4.2eV，因此只能吸收紫外光。由于BiPO₄具有非金属含氧酸根(PO₄^3-)这一特殊结构，有助于提高电子空穴对的分离效率。将BiOBr与BiPO₄复合构建p-n结复合型光催化剂成为提高BiOBr光催化性能的一个有效手段。现有技术中二者复合通常涉及较复杂的复合工艺(如文献W.An,et al.,Applied Surface Science 351(2015)1131；X.Jia,et al.,RSC Advances,2016,6,55755；Z.Wu,et al.,ACS SustainableChemical Engineering.2017,5,5008等)，有的涉及大量酸碱的使用(W.Anet al.,AppliedSurface Science 351(2015)1131；X.Jiaetal.RSC Advances,2016,6,55755)，或者涉及价格较高且有毒性的有机前驱体的使用(Z.Wu,etal.,ACS Sustainable ChemicalEngineering.2017,5,5008等)，这些较复杂的制备工艺带来了较高的制备成本和潜在的环境危害。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种方法简单、生产成本低、光生载流子分离效率高的BiPO₄/BiOBrp-n异质结复合光催化材料及其一步制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

第一方面，本发明提供一种BiPO₄/BiOBrp-n异质结复合光催化材料，其特征在于：所述BiPO₄/BiOBrp-n异质结复合光催化剂通过以下方法制得：在搅拌条件下和甲醇溶液中同时加入NaBr、NaH₂PO₄和Bi(NO₃)₃·5H₂O进行混合反应，再超声15分钟，生成乳白色沉淀；然后，室温下将混合液搅拌30min，转移到反应釜中反应；自然冷却后，用去离子水和乙醇洗涤多次，80℃干燥12h，得到BiPO₄/BiOBrp-n异质结复合光催化剂。

第二方面，本发明提供一种BiPO₄/BiOBrp-n异质结复合光催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)将适量的NaBr在机械搅拌条件下溶于甲醇溶液中；