[发明专利]一种BiOBr/BiOIO3

说明书

本发明一种BiOBr/BiOIO₃光催化剂及其制备方法和应用，所述BiOBr/BiOIO₃光催化剂中BiOBr和BiOIO₃两相共存，BiOBr和BiOIO₃形成Z型异质结，其制备方法包括：步骤1：将五水合硝酸铋和溴化钠溶解于水中，得到前驱液A，将前驱液A进行水热反应，所得固体产物洗涤、干燥，得到纳米花球状BiOBr粉体；步骤2：将纳米花球状BiOBr粉体和碘酸钠分散在水中，得到前驱液B；步骤3：将前驱液B进行水热反应，所得沉淀物洗涤、干燥，得到BiOBr/BiOIO₃光催化剂。所述BiOBr/BiOIO₃光催化剂提高了光生电子和空穴分离及电子迁移速率，增强了在可见光和近红外光的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化材料制备技术领域，具体为一种BiOBr/BiOIO₃光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

染料和抗生素作为一类“新兴污染物”，由于其难以分解，对水资源造成了不可逆转的破坏，进入人体后会导致癌症等疾病。半导体光催化是一种新型的环保技术，可以有效地利用太阳能降解有机污染物，因此引起了研究人员的关注。目前，光催化剂对降解有机污染物的研究和开发得到了广泛的应用。然而，大多数光催化剂的光生成载流子的生成率低或复合率高。因此，设计和开发高效的光催化剂仍然是关注的热点。

BiOBr的导带底部主要由Bi 6p轨道构成，价带顶部由O 2p和Br 4p轨道构成，溴离子形成[Br₂]^2-层，Bi和O通过强共价键相连形成[Bi₂O₂]²⁺层，晶体中[Br₂]^2-层和[Bi₂O₂]²⁺层通过范德华力相连，交替排布，并沿[001]方向形成四方晶系的晶体结构，然而单一的BiOBr仍然面临着严重的光响应率有限、载流子的快速重组和电荷分离效率差，导致光催化活性低，限制了实际应用。

BiOIO₃作为一种新型的铋基光催化剂被研究，它是由[Bi₂O₂]²⁺层和层间[IO₃]^-阴离子组成的层状结构拓扑结构。这种材料有多种优点，包括非中心对称晶体结构、层状结构诱导的内部静电场和产生极化电场的极性[IO₃]^-基团，都有利于光生载流子的分离。因此，BiOIO₃对抗生素具有高效的光催化降解活性。然而，相对较大的带隙(～3eV)意味着它几乎只对紫外光有响应，这严重限制了它的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种BiOBr/BiOIO₃光催化剂及其制备方法和应用，所述BiOBr/BiOIO₃光催化剂提高了光生电子和空穴分离及电子迁移速率，增强了在可见光和近红外光的光催化活性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种BiOBr/BiOIO₃光催化剂，所述BiOBr/BiOIO₃光催化剂中BiOBr和BiOIO₃两相共存，BiOBr和BiOIO₃形成Z型异质结。

一种BiOBr/BiOIO₃光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将五水合硝酸铋和溴化钠溶解于水中，得到前驱液A，将前驱液A进行水热反应，所得固体产物洗涤、干燥，得到纳米花球状BiOBr粉体；

步骤2：将纳米花球状BiOBr粉体和碘酸钠分散在水中，得到前驱液B；