[发明专利]一种高光催化活性的层状碘酸氧铋晶体材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高光催化活性的层状碘酸氧铋晶体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，量取100ml去离子水加入烧杯中，将五水硝酸铋加入所述烧杯中磁力搅拌5‑10min，然后加入与所述五水硝酸铋等摩尔的五氧化二碘，再加入氢氧化钠溶液，用超声波处理器搅拌20min后再磁力搅拌20min，得到混合溶液；步骤2，将所述混合溶液转移到容积为150mL带有聚四氟乙烯内衬的高压釜中，在180‑200℃下反应8‑10h，待自然冷却后，用去离子水和无水乙醇交叉洗涤、离心四次，然后在70‑80℃下烘干得到层状碘酸氧铋晶体。本发明制备得到的层状碘酸氧铋晶体具有层状结构和内在极化场，由很薄的纳米片组成，能够有效的提高光生电子空穴分离效率，增强CO₂光催化还原能力。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种高光催化活性的层状碘酸氧铋晶体材料的制备方法。

背景技术

随着化石燃料的大量消耗，温室效应和生态失衡已经严重阻碍了社会的可持续发展。同时，化石资源困境也成为工业发展必须面对的问题。温室效应是指大气中的温室气体通过对长波辐射的吸收而阻止地表热能耗散，从而导致地表温度增高的现象。自工业革命以来，人类向大气中排入的CO₂等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。

CO₂作为碳及含碳化合物的最终氧化物，是自然界最丰富的碳源。在现代工业迅速发展的今天，人类向大气中排放的CO₂正以每年4％的速度递增，这会给人类的生产、生活造成严重的影响。关于其潜在的威胁，已成为公众舆论的焦点和研究的热门课题。目前许多国家已采取了相应限制CO₂排放的措施，但限制CO₂排放在很大程度上影响现代工业和世界经济的发展。因此采用一些更积极的做法将其转变成能源或其他工业可用物质正引起世界的关注，这样有效地利用CO₂，既可以减轻环境压力又能满足部分生产生活的需要。

太阳能驱动CO₂转化为可再生燃料被认为是一种潜在的可取的“绿色”战略，它不仅缓解了温室效应，而且还提供了附加值的化学燃料。因此，致力于开发高效的半导体光催化剂是解决问题的方法之一。然而，现实是光催化剂的性能远远不能满足实际应用要求。其中一个主要问题是由于光生电子(e-)和空穴(h+)的快速复合所导致的低电荷分离效率催化过程。

BiOIO₃首次报道于2011年，是一种极性半导体材料，具有正交晶相结构。BiOIO₃立体结构中含有两对孤电子对：I⁵⁺和Bi³⁺，并且表现出Aurillius型(Bi₂O₂)²⁺的层状结构，由(Bi₂O₂)²⁺层和IO^3-层构成，因为BiOIO₃层状结构形成的内建电场能够有效地分离光生电子空穴对，所以有利于提高光催化活性，更有利于CO₂还原。现有技术中，通常利用KIO₃来制备BiOIO₃，但制备得到的BiOIO₃中光生载流子复合率仍然较高，因而光催化性能较差。而本发明制备得到的BiOIO₃能够进一步提高光生电子和空穴的分离效率，增强CO₂光催化还原效率，具有重要的实际应用意义。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种高光催化活性的层状碘酸氧铋晶体材料的制备方法。