[发明专利]PbBiO2

说明书

本发明涉及光催化材料领域，公开了一种PbBiO₂Cl/Ti₃C₂复合材料的制备方法及其在光催化降解对氯苯酚中的应用，其制备方法包括：步骤一、将Ti₃C₂加入到NaOH溶液中，搅拌均匀后再加入乙酸铅、硝酸铋和氯化钾；步骤二、将乙二醇滴加到步骤一所得物中，搅拌均匀；步骤三、将步骤二所得物置于高压釜中180‑200度反应16‑18小时，得深黄色沉淀物；步骤四、将所述深黄色沉淀物洗涤、干燥。本发明采用一步水热法，将PbBiO₂Cl与Ti₃C₂复合为一种高效的光催化剂，可以有效地利用太阳光，且由于两者良好匹配的能带结构，从而能够产生高效的光催化活性，经过重复降解仍具有较好光催化活性。

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，特别涉及一种PbBiO₂Cl/Ti₃C₂复合材料的制备方法及其在光催化降解对氯苯酚中的应用。

背景技术

太阳能由于其自身的清洁性、可再生等优点引起了广泛重视。目前，光催化降解污染物面临的主要挑战有两个，一是污染物具有良好的化学稳定性和热稳定性，需要较高的能量来分解和断裂碳氧键。另一个是太阳光中高能的紫外光含量较少（波长400 nm，约占总量的7%），而可见光（波长：400~750 nm，约占总量的43%）和红外光（波长750 nm，约占总量的50%）则占有量较高。因此，光催化剂对太阳光的响应范围和光-电-化学能转化效率是决定光催化降解污染物的重要因素。开发和研制具有可见光甚至红外光响应的新型高效率光催化材料体系，是近些年来科技工作者所面临的首要任务。

半导体复合既保持了半导体基本物理化学性质，又因两种半导体材料的表界面的特殊性，在光照等外界作用下，非平衡载流子显示出来的诸多特殊性能，在很大程度上改善单种半导体的性能，对新材料的制备与半导体材料的应用范围有很大的拓宽。

近些年来兴起的复合种类半导体为解决催化剂光生载流子分离的问题提供了一个崭新的思路。当两种不同的半导体材料相互复合时，由于不一致的能级能带结构，而且费米能级趋向某一相同位置，会形成一种半导体异质结结构。这种异质结可以使得光生电子和空穴在自发电场下分离，从而有效地促进光生电子和空穴的分离。近年来，碳化钛（Ti₃C₂）受到了广泛关注，并在光催化分解水、CO₂还原为燃料分子和有机污染物降解等方面得到了广泛应用。一般来说，Ti₃C₂具有高稳定性、大的比表面积和独特的光电性能。Ti₃C₂具有连续的能带结构，复合其他半导体材料可以使其他半导体导带中的电子可以轻松有效地转移到的价带。2-D层状纳米结构使Ti₃C₂易于与其他具有显著接触面积的半导体进行复合。因此，Ti₃C₂通常被认为是构建高效异质结的理想材料。

PbBiO₂Cl以及Ti₃C₂材料也是近些年来光催化研究的热点，但由于其在光生载流子易复合，以及可见光利用率低等方面的缺点，还不能在光催化等领域大范围应用。因此，我们迫切希望找到一种可以解决以上问题的办法。

发明内容