[发明专利]一种有机物修饰BSO异质光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机物修饰的BSO异质光催化材料的制备方法。利用葡萄糖与精氨酸协同修饰BSO异质光催化材料，有效抑制了特定晶面的择优生长的过程，在调控其形貌的同时改变了降解过程中的活性物质，有效分散了其严重堆积的片层结构，加快了它的光生载流子分离效率，扩大了光吸收范围、增强了光催化活性、提升了对于有机污染物的光催化降解效率。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及一种有机物修饰BSO异质光催化材料的制备方法。

背景技术

Si₂Bi₂₄O₄₀(BSO)光催化剂具有独特的电子结构、优良的可见光吸收能力和较高的有机物降解能力。Bi₂O₂SiO₃(BOS)是一种重要的半导体功能材料，它具有独特的[Bi₂O₂]²⁺-[SiO₃]^2--[Bi₂O₂]²⁺分层结构。由于单相光催化剂往往无法有效实现光生载流子的快速分离，可将两种材料进行复合形成异质结，从而提高其光催化性能。然而，将BSO与BOS复合后，形成的片层结构会出现严重的堆叠现象，并且在片层表面存在团聚颗粒，这将极大阻塞污染物的吸附通道，并减少材料表面的活性位点，从而影响其光催化性能。

在专利CN202110551331.4中，利用溶胶-凝胶法制备了一种高纯度亚稳相Bi₂O₂SiO₃，利用亚稳相Bi₂O₂SiO₃易生成片层结构解决了部分块体BSO材料团聚的问题，但片层结构堆积问题仍未能被克服，无法有效获得具有高比表面积的催化材料，从而限制了它的光催化性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种有机物修饰BSO异质光催化材料的制备方法，以期得到结晶完好，光催化性能优良的光催化复合材料，并使得其制备过程具有低成本、易于操作、生产周期短的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种有机物修饰BSO异质光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)，称取硝酸铋溶于去离子水中，搅拌，并加入乙二醇，形成A液；

步骤(2)，称取九水偏硅酸钠溶于去离子水中，搅拌形成B液；

步骤(3)，将B液缓慢滴加至A液中，搅拌形成白色乳液状BSO前驱体；

步骤(4)，称取葡萄糖和精氨酸置于去离子水中，室温搅拌形成C液；

步骤(5)，将C液装入聚四氟乙烯反应釜中，在160～200℃下反应2～3h后，随炉降至室温，得到D液；

步骤(6)，将D液离心后装入透析袋透析，得到葡萄糖与精氨酸混合液；

步骤(7)，将BSO前驱体转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，并加入葡萄糖与精氨酸混合液，将反应釜密封，在160～200℃下恒温保持8～14h后，自然冷却至室温；将所得产物洗涤，干燥，即得有机物修饰BSO异质光催化材料。

在一个实施例中，所述步骤(1)，硝酸铋0.005～0.007mol，去离子水3～5mL，乙二醇6～8mL；所述步骤(2)，九水偏硅酸钠0.005～0.007mol，去离子水7～10mL；所述步骤(4)，葡萄糖0.01～0.02mol，精氨酸0.005～0.01mol，去离子水20～30mL；所述步骤(7)，葡萄糖与精氨酸混合液2.5～15mL。