一种基于异质结微纳结构的新型光触媒方法与流程

本发明属于光催化领域，涉及用一种基于氧化物异质结结构(如：Bi2O3-TiO2等)的新型光触媒技术方法。

背景技术：

纳米二氧化钛具有抗菌、自清洁、抗老化等优良性能以及良好的光学性质，广泛应用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆等领域。研究表明，纳米二氧化钛在紫外线作用下可催化降解物体表面的甲醛等有机物，达到净化空气的目的，是良好的光催化剂半导体。但是纳米二氧化钛在液态中不稳定，太阳光谱利用率不足4％等缺点，严重影响了它的推广及应用。

氧化铋，具有较高的介电常数以及惰水性，是一种能分解水以及污染物的可见光催化剂。禁带宽度2.8ev，能吸收λ<440nm的部分可见光。通过氧化铋与二氧化钛形成异质结，可以促进可见光短波部分的吸收，同时抑制电子空穴对的复合，在二者的协同作用下提高光谱利用率。在光的照射下产生类似光合作用的催化反应，促使有机物加速分解为二氧化碳和水。同时，将氧化铋与二氧化钛制备成胶体，与传统光催化剂粉末相比，可有效改善光催化剂在液体中的不稳定性，提高其降解效率。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，提供一种基于纳米TiO2与Bi2O3异质结的新型胶体光触媒技术降解有机污染物，旨在直接利用纳米二氧化钛和氧化铋形成异质结来提高光催化剂在液态中的稳定性和降解效率，制备简单，成本低廉，适于大规模生产。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于氧化物异质结结构的新型光触媒方法，包括以下步骤：

步骤1：称取一定比例的氧化物异质结胶体，甲基橙，去离子水。

步骤2：先通过超声波震荡，是原料均匀的分散在溶液中。在暗室中搅拌一段时间(1h以上)，达到吸附与被吸附平衡。

步骤3：在紫外线灯的照射下，每隔15min取一次样，通过紫外-可见光分光光度计检测其吸收图谱。

在上述步骤3中，在光照后，检测前，需要将混合溶液离心5-20min以去除光催化剂的影响。步骤1中，直接利用Bi2O3与纳米TiO2形成异质结胶体，该二氧化钛为锐钛矿型、氧化铋为黄色单斜晶系。

本发明的有益效果是：根据该发明所用的新型光触媒材料，为均匀稳定的白色胶体溶液，制备简单，成本低廉，有效改善了半导体光催化剂在液态中的不稳定性，同时对有机污染物的降解效率明显提高。在时间和成本上较一般的光触媒都明显提升且对环境不会造成二次污染。

附图说明

图1是本发明所制备的新型光触媒材料降解甲基橙的紫外吸收图谱；

图2为本发明所制备的新型光触媒材料在光照前降解甲基橙SEM图；

图3为本发明所制备的新型光触媒胶体光照后降解甲基橙的SEM图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

本发明的技术方案是：

步骤1：称取一定比例的氧化物异质结胶体，甲基橙，去离子水。

步骤2：先通过超声波震荡，是原料均匀的分散在溶液中。在暗室中搅拌一段时间(1h以上)，达到吸附与被吸附平衡。

步骤3：在紫外线灯的照射下，每隔15min取一次样，通过紫外-可见光分光光度计检测其吸收图谱。

在上述步骤3中，在光照后，检测前，需要将混合溶液离心5-20min以去除光催化剂的影响。步骤1中，直接利用Bi2O3与纳米TiO2形成异质结胶体，该二氧化钛为锐钛矿型、氧化铋为黄色单斜晶系。

如图1所示，为本发明所制备的新型光触媒材料降解甲基橙的紫外吸收图谱；图2为本发明所制备的新型光触媒材料在光照前降解甲基橙SEM图；图3为本发明所制备的新型光触媒胶体光照后降解甲基橙的SEM图

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。