[发明专利]一种光催化Bi4

说明书

本发明公开了一种光催化Bisubgt;4/subgt;Osubgt;5/subgt;Brsubgt;2/subgt;/Bisubgt;5/subgt;Osubgt;7/subgt;Br异质结材料及其制备方法，属于光催化纳米材料技术领域。本发明所述异质结材料的制备方法，包括：1)取五水合硝酸铋、甘露醇和聚乙烯吡咯烷酮K30溶于水中，得到白色溶液；其中，甘露醇的用量为五水合硝酸铋物质的量的0.26～0.28倍；2)向所得白色溶液中加入溴化钾饱和溶液和三乙胺，得到混合溶液；其中，溴化钾饱和溶液按每1mmol五水合硝酸铋添加2～2.5mL为基准计算，所述三乙胺按每1mmol五水合硝酸铋添加0.75～2mL为基准计算；3)所得混合溶液进行水热反应，即得。本发明所述异质结材料表面具有更多的缺陷，光催化活性高。

技术领域

本发明涉及光催化纳米材料，具体涉及一种光催化Bi₄O₅Br₂/Bi₅O₇Br异质结材料及其制备方法。

背景技术

近年来，半导体光催化材料广泛应用于降解空气和水中的污染物、二氧化碳还原、光催化析氢和固氮。这类半导体光催化材料在光照下产生的具有较高氧化还原能力的光生电子-空穴对来实现这些反应的进行。

卤氧化铋(Bi_mO_yX_n，X＝Br，Cl和I)光催化剂因其具有双卤素层与[Bi₂O₂]²⁺层交错的特殊结构，能够产生内部电场从而加速光生电子-空穴的迁移效率而备受关注。溴氧化铋体系材料中对于不同比例的单体材料如BiOBr、Bi₄O₅Br₂、Bi₃O₄Br、Br₅O₇Br材料的研究较多，不同的Bi与Br的比例导致其不同的能带导带位置，从而影响其光吸收范围和氧化还原电位。Bi₄O₅Br₂的带隙宽度为2.284eV，其导带和价带的位置决定其具有较强的氧化能力和较弱的还原能力，并且其超薄大片状结构可以提供良好的反应活性位点。Br₅O₇Br的带隙宽度为2.987eV，其光吸收范围要小于Bi₄O₅Br₂材料，但其导带和价带位置使之具有较强的还原能力和较弱的氧化能力。同单体材料相比，通过构建异质结可以拓宽其光吸收范围，使其具有合适的氧化还原电位，从而提高其光催化活性。如：

公布号为CN113578394A的发明专利，公开了一种无机/有机双异质结可见光催化复合材料，该材料是以BOB(BiOBr)/B4OB(Bi₄O₅Br₂)(溴氧化铋异质结)为主体材料，通过酸性自组装在BOB/B4OB上负载PED(苝酰亚胺)的三相异质结结构。该发明所述材料具有高催化活性、稳定性良好等优点。

公布号为CN109261172A的发明专利，公开了一种BiOI/BiOBr异质结光催化剂，该异质结光催化剂先将铋盐物质溶于乙二醇和水的混合溶液中，然后加入溴源物质的乙二醇溶液，最后加入碘源物质的乙二醇溶液，搅拌反应所得固体产物用玛瑙研钵进行研磨，即得。该发明所述异质结光催化剂可用于降解水中的有机污染物，相对于商业TiO₂(P25)、纯相的BiOI及纯相的BiOBr等光催化剂具有更高的可见光催化活性。