[发明专利]一种可见光响应型复合光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明的一种可见光响应型复合光催化剂及其制备方法和应用，所述可见光响应型复合光催化剂为CuBi₂O₄/β‑Bi₂O₃，所述可见光响应型复合光催化剂中CuBi₂O₄为空心微米球，β‑Bi₂O₃为不规则纳米颗粒，且CuBi₂O₄与β‑Bi₂O₃之间紧密接触。本发明所制备的可见光响应型复合光催化剂在整个可见光谱范围内均有较强吸收，且相较纯β‑Bi₂O₃具有更好的光催化性能和更高的循环利用率。将0.4 g的CuBi₂O₄/β‑Bi₂O₃（1:2.25，wt%）用于处理双氯芬酸难降解有机废水，可见光照射3 h，对1 L 5 mg/L双氯芬酸溶液的去除率为89.02%，重复利用第七次，对双氯芬酸溶液去除率为78.43%。

主权项

1.一种可见光响应型复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述可见光响应型复合光催化剂为CuBi₂O₄/β‑Bi₂O₃，所述可见光响应型复合光催化剂中CuBi₂O₄为空心微米球，β‑Bi₂O₃为不规则纳米颗粒，且CuBi₂O₄与β‑Bi₂O₃之间紧密接触，CuBi₂O₄/β‑Bi₂O₃中，CuBi₂O₄与β‑Bi₂O₃的质量比为1：（0.5‑20）；所述制备方法包括以下步骤：（1）CuBi₂O₄的制备：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解在浓HNO₃中，搅拌至完全溶解，再加入Cu(NO₃)₂·3H₂O，搅拌至混合均匀，而后逐滴滴加0.5‑2 mol/L的碱性沉淀剂溶液，并将滴加后溶液稀释，继续搅拌0.5‑2 h后，将溶液转移至反应釜中，升高温度至80‑150 ℃，反应18‑30 h，待反应釜冷却至室温后，将反应得到的沉淀物洗涤，并通过离心分离，然后真空干燥，研磨、过筛，即得CuBi₂O₄；（2）CuBi₂O₄@C的制备：将步骤（1）中所制备的CuBi₂O₄分散于葡萄糖酸溶液中，超声10‑50 min后，将混合液移至反应釜中，升高温度至150‑250 ℃，待反应釜自然冷却至室温后，通过离心分离回收反应得到的沉淀物，并将沉淀物洗涤，然后真空干燥，研磨、过筛，即得CuBi₂O₄@C；（3）CuBi₂O₄/β‑Bi₂O₃的制备：将步骤（2）中所制备的CuBi₂O₄@C分散于HNO₃溶液中，超声10‑50 min，得到溶液A；将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于HNO₃溶液中，室温下剧烈搅拌30‑120 min，得到溶液B；将碱式碳酸盐溶解于超纯水中，搅拌10‑50 min，得到溶液C；先将溶液A和溶液B混合后磁力搅拌10‑50 min，再向其中逐滴滴加溶液C，继续搅拌10‑50 min，将反应产生的沉淀物洗涤，并通过离心分离收集沉淀物；将洗涤后的沉淀物放入程序升温炉，设置程序升温炉在10‑60 min内升温至300‑800 ℃，并在程序升温炉中反应2‑10 h，待程序升温炉自然冷却至室温后，收集固体沉淀物，即可得到CuBi₂O₄/β‑Bi₂O₃。