[发明专利]一种Bi/BiOCl复合纳米光催化剂在光催化降解挥发性有机物中的应用

说明书

本发明属于光催化技术领域，具体公开了一种Bi/BiOCl复合纳米光催化剂在光催化降解挥发性有机物中的应用。本发明将Bi/BiOCl复合纳米光催化剂应用在挥发性有机物的光催化降解中，其中催化剂中的Bi通过SPR效应提高BiOCl的光催化性能，达到催化剂在可见光下即可催化降解有机物类污染物的目的，为高效、便捷地解决车间无组织有机废气污染问题提供新的路径。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种Bi/BiOCl复合纳米光催化剂在光催化降解挥发性有机物中的应用。

背景技术

近年来，车间无组织排放的废气的危害日益突出，特别是在轻纺织工业、机械、电子信息制造业车间内无组织废气的排放威胁着工人的健康。但因无组织废气主要成分为挥发性有机物(VOCs)，属于面源排放，且可能存在于工艺生产的任何一个环节，所以目前难以从源头上进行有效治理。因此，寻求一种高效、可行、便捷的办法来处理车间内无组织排放的废气显得尤为重要。

光催化法被认为是最具有前景的技术之一，可以有效地利用紫外光乃至可见光将有机污染物彻底分解为水和二氧化碳等无机小分子，并且不会产生二次污染。目前，半导体材料因其具有活性高、成本低和稳定性高等优点，是使用最广泛的光催化材料之一。其中，氯氧化铋(BiOCl)作为一种新型的光催化剂，具有低毒性和优异的光催化性能。然而，BiOCl的带隙约为3.4eV，理论上只能吸收紫外光，且在光催化反应过程中容易发生电子-空穴对复合，使其应用受到极大的限制。因此，许多研究也致力于通过元素掺杂、构建复合材料、晶格调控等技术，以达到扩大光吸收范围、促进光生电荷分离、减少电子空穴对复合率、提高产物选择性的目的。这些方法都一定程度上起到了的提高光催剂催化效率的作用，但存在材料合成过程复杂、成本高，难以满足实际应用需求的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术存在的光催化材料合成过程复杂、成本高、能耗大及催化活性低的缺陷，本发明提供一种Bi/BiOCl复合纳米光催化剂在光催化降解挥发性有机物中的应用。

为了实现上述的目的，包括以下技术方案：

一种Bi/BiOCl复合纳米光催化剂在光催化降解挥发性有机物中的应用。

作为本发明优选的实施方式，包括如下光催化降解的方法：将所述的Bi/BiOCl复合纳米光催化剂置于含挥发性有机物中，通过可见光催化降解挥发性有机物。

作为本发明优选的实施方式，所述的挥发性有机物包括甲苯、甲醛中的至少一种。

Bi单质由于通过表面等离子共振效应(SPR)可以增强Bi基材料对可见光的吸收，提升可见光催化性能。因此，本发明的发明人制备出Bi/BiOCl复合纳米光催化剂，催化剂中的Bi通过SPR效应提高BiOCl的光催化性能，以便达到催化剂在可见光下即可催化降解有机物类的污染物的目的。

作为本发明优选的实施方式，催化剂置于含挥发性有机物中后还经过暗吸附过程。

所述的暗吸附的时间为1～3h。

在通入可见光进行光催化剂降解前，将催化剂进行暗吸附，此时催化剂将挥发性有机物吸附在催化剂当中，催化剂吸附的有机物相对浓度较高，当可见光照射催化剂时，吸附在催化剂上的有机物开始降解，可加快了降解速率。

该催化降解的方式为静态反应，操作简单，无需将催化剂进一步分散即可反应降解挥发性有机物，可侧面反映本发明的光催化剂具有较强的吸附挥发性有机物的性能及催化活性。

作为本发明的优选实施方式，所述的Bi/BiOCl复合纳米光催化剂与挥发性有机物的质量比为1：(0.1～2)。

作为本发明的优选实施方式，所述的Bi/BiOCl复合纳米光催化剂与挥发性有机物的质量比为1：0.675。