[发明专利]一种异质结构光催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种异质结构光催化剂及其制备方法，稀土离子Ybsupgt;3+/supgt;掺杂Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;与BiOIOsubgt;3/subgt;通过水热法一步制备调控合成Ybsupgt;3+/supgt;‑Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/BiOIOsubgt;3/subgt;异质结构光催化剂，为光生电子‑空穴的有效转移创造了更多的界面，限制了复合，有效拓宽光响应范围，抑制其光生电子和空穴的复合，提高光催化效率，具有较为良好的发展前景。

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，尤其是涉及一种异质结构光催化剂及其制备方法。

背景技术

传统能源为全球共同发展提供强劲动力的同时，也带来了不可忽视的环境污染和风险巨大的能源危机等问题。光催化技术是一种绿色的氧化还原技术，在环境污染领域有着广泛的研究和应用。开发高效，稳定，低成本的光催化剂一直是光催化剂研究领域的研究热点。

BiOIO₃是一种极性半导体材料，具有正交晶相结构。BiOIO₃不仅拥有两个孤立阳离子对(Bi³⁺和I⁵⁺)，而且展现了奥里维里斯类型(Bi₂O₂)²⁺的层状结构，在层状结构中间存在极性多面体(IO₃)^-。然而，其应用受限于相对较大的带隙(约3.07eV)以及较小的吸收边界(约410nm)，较高的复合率导致相反的结果。因此，如何提升BiOIO₃光催化剂的光谱相应范围和抑制其光生载流子的复合率以提高其光催化活性值得研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种异质结构光催化剂及其制备方法，稀土离子Yb³⁺掺杂Bi₂O₃与BiOIO₃复合形成光催化剂，有效拓宽光响应范围，抑制其光生电子和空穴的复合，提高光催化效率，具有较为良好的发展前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种异质结构光催化剂的制备方法，具体步骤如下：

S1、取Bi(NO₃)₃·5H₂O和KIO₃溶于去离子水中，混合制得BiOIO₃前体；

S2、将Bi(NO₃)₃·5H₂O、尿素和Yb(NO₃)₃·5H₂O分别溶解在乙二醇中，混合得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中得到的BiOIO₃前体和乙二醇混合后加入步骤S2中得到的混合溶液A中，得到混合溶液B；

S4、将步骤S3中得到的混合溶液B煅烧得到Yb³⁺-Bi₂O₃/BiOIO₃异质结构光催化剂。

进一步地，步骤S1中，取Bi(NO₃)₃·5H₂O和KIO₃溶于去离子水中，充分混合后移入高压釜中进行水热反应，洗涤，再烘干后制得BiOIO₃前体。

上述更进一步地，所述水热反应温度为170-185℃，水热反应时间为8-10h。

上述更进一步地，所述洗涤具体方法为，分别用乙醇和去离子水洗涤4次。

上述更进一步地，所述烘干温度为85-90℃，烘干时间为12-15h。