[发明专利]一种BiOS光催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种BiOS光催化剂的制备方法及应用，包括下述步骤:以五水硝酸铋、十二烷基苯磺酸钠为原料，以碳酸钠溶液为沉淀剂，在硝酸溶液中发生反应，经抽滤、洗涤、干燥，得到BiOS光催化剂。该方法具有工艺简单，制备安全、成本低廉的优点，所制备的BiOS光催化剂在可见光条件下能对水中抗生素实现高效降解，同时具有良好的循环稳定性。

本发明属于环保功能材料制备及废水处理技术领域，涉及一种BiOS光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

目前，环境污染与能源短缺是目前世界普遍关注的问题，有机污染是最重要的环境污染之一，工业化学品、个护用品、药品等不当使用给生态环境带来巨大威胁。在过去的很长一段时间内，抗生素因其显著的疗效而在临床和畜禽养殖中被大量使用，导致水体、土壤的抗生素污染。抗生素通常具有迁移性、稳定性、累积性，进入环境后，短期内因其杀菌抑菌作用而导致受污染环境介质中部分微生物种群及其生态功能消失，长期污染则会引发的抗生素抗性基因、耐药细菌、乃至超级细菌的发生，这些抗生素抗性基因可通过饮水、粮食作物、蔬菜等进入人体，导致人体抗菌素耐药性，威胁人类健康。

废水中的有机污染物最经济有效的方法是生物方法，但是，由于水中抗生素对微生物生长繁殖具有显著抑制作用，导致其去除效率不高、稳定性不强。基于此，高级氧化法和催化转化法近年来在水体抗生素降解中得到较多应用，但高级氧化法和传统的催化处理工艺运行成本过高，限制了其应用推广。

1972年，Fujishma发现在TiO₂存在的条件下，H₂O可经光照分解为O₂和H₂，实现电解水向光解水的转变。随后光催化技术逐渐引起各界关注。光催化是以光辐照为驱动能源，实现光敏材料（催化剂）的激发，获得电子-空穴对，电子-空穴对随后与环境中广泛存在的氧气和水发生反应，生成强氧化性自由基•OH、HO₂•，空穴和这些强氧化性自由基可高效分解污染物，实现污染物的“低毒”、“低浓度”、“低危害”的三低转化，甚至是无害化处理。因此，光催化技术被称之为绿色技术，具有极为广阔的应用前景。

Bi是第六周期VA族元素，我国Bi储量占世界总储量的70%，在化工、半导体工业应用较多。由于含Bi半导体的价带是充满电子的Bi 6 s²轨道和O 2p轨道部分重叠杂化而成，降低了能带的对称性，产生具有较高氧化活性和流动性的偶极子，近年来，含Bi半导体光催化剂备受关注。目前常见的铋系半导体催化剂主要有 Bi₂O₃、Bi₂S₃、三元含氧酸盐（BiVO₄，Bi₂WO₆，Bi₂MoO₆，Bi₂NbO₆，Bi₂O₂CO₃，BiPO₄，BiFeO₃和复合钛酸盐（Bi₄Ti₃O₁₂、Bi₂Ti₂O₇、Bi₁₂TiO₂₀）等）和卤氧化物BiOX（X=F、Cl、Br、I）等等。这些含Bi半导体通常采用水热法、微波法、熔盐法等高温合成方法，制备较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种高效、价低、制备简单的光催化剂的制备方法以及该BiOS光催化剂在降解废水中有机污染物中的应用。

为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

一种BiOS光催化剂的制备方法，以五水硝酸铋、十二烷基苯磺酸钠为原料，以碳酸钠溶液为沉淀剂，在硝酸溶液中发生反应，得到BiOS光催化剂。