一种暴露(010)晶面BiOCl/类石墨相氮化碳复合光催化剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种暴露(010)晶面biocl/类石墨相氮化碳(简写为暴露(010)晶面biocl/g-c3n4)复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

近年来，环境污染日益严重，半导体光催化技术由于具有能耗低、无二次污染等特点而备受关注。

biocl晶体结构为四方氟氯铅矿，是沿c轴方向的双cl^-层和[bi2o2]²⁺层交替排列构成的层状结构。biocl层状结构对周围环境的酸碱度极为敏感，可以通过控制酸碱性进而实现晶面的选择性暴露。biocl的光催化活性很大程度上依赖于其晶面暴露方向，暴露(001)晶面的biocl在紫外光具有较高的光催化活性，这是由于暴露(001)晶面的biocl能够更好的利用内建电场来促进电荷沿着[001]方向分离。而暴露(010)晶面的biocl在可见光下仅具有光敏化性能。biocl为间接带隙半导体，受光激发的电子必须穿过某些k层才能够与价带的空穴进行复合，因此光生电子-空穴对的再复合几率较低。但是由于biocl带隙较宽(3.2ev左右)，因此仅能被紫外光激发。为了提高对太阳能的利用率，同时提升光催化性能，必须对biocl进行改性。目前，较为常用的改性方法之一为与其他半导体复合法，即将biocl与能带匹配的半导体复合，一方面拓宽biocl的光吸收范围，另一方面通过在两者界面处构建异质结，以提高光生载流子的分离和迁移效率，进而提高其光催化活性。

迄今为止，尽管制备biocl基复合光催化剂的相关报道较多，但是大多为暴露(001)晶面的biocl，用biocl的其他晶面与其它半导体复合，并且很少有半导体能通过静电吸引选择性沉积在biocl的(100)和(001)晶面而暴露出(010)晶面复合光催化剂。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种暴露(010)晶面biocl/类石墨相氮化碳复合光催化剂及其制备方法和应用，可用于在太阳光下降解有机污染物。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种暴露(010)晶面biocl/类石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤，

步骤1，制备暴露(010)晶面biocl和g-c3n4粉体；

步骤2，取暴露(010)晶面biocl粉体溶于水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面biocl水溶液，取g-c3n4粉体溶于水中，超声分散均匀得到g-c3n4水溶液，将g-c3n4水溶液滴加到暴露(010)晶面biocl水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a进行光照反应得到混合溶液b，将混合溶液b过滤，沉淀经清洗、干燥，得到暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

优选的，步骤1中，暴露(010)晶面biocl制备方法具体为：将硝酸铋、nacl按摩尔用量比为1:1溶于水中，搅拌后用naoh溶液调节其ph值，继续搅拌后得到反应前驱液，将前驱液进行水热反应，反应得到的沉淀物经清洗、烘干和研磨后得到暴露(010)晶面biocl粉体。

优选的，步骤1中，g-c3n4粉体制备方法具体为：取尿素，以升温速率为15℃/min升温至550℃，保温4h，经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体。

优选的，步骤2中，搅拌和超声分散时间均为25～35min；

优选的，步骤2中，混合溶液a中暴露(010)晶面biocl和g-c3n4浓度分别为4.28～7.5mg/l和0.71～1.25mg/l。

优选的，步骤2中，混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中进行光照反应，光照光源为模拟太阳光，光照时间为2～3h。

一种所述的制备方法制备得到的暴露(010)晶面biocl/类石墨相氮化碳复合光催化剂，在四方相、空间点群为p4/nmm(129)的biocl(100)和(001)晶面负载层状g-c3n4，暴露出biocl(010)晶面，形成暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

所述的暴露(010)晶面biocl/类石墨相氮化碳复合光催化剂在降解有机污染物方面的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

g-c3n4具有类石墨的层状结构，热稳定性和化学稳定性优良，结构和性能易于控制，对可见光响应。本发明选用暴露(010)晶面的biocl与g-c3n4进行复合，制备得到暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。本发明采用光照复合法，光照biocl在(010)晶面产生电子，而在(100)和(001)晶面产生空穴，空穴会与具有负电荷的层状结构g-c3n4静电吸引，在四方相、空间点群为p4/nmm(129)biocl的(100)和(001)晶面负载层状g-c3n4，暴露出biocl(010)晶面，形成暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。由于暴露(010)晶面的biocl具有开放的通道结构，并且沿[010]方向更有利于反应产物的转移，因此通过静电吸引将层状g-c3n4负载在biocl的(100)和(001)晶面而暴露出(010)晶面，一方面使g-c3n4与biocl相互作用形成异质结结构促进光生载流子的分离，另一方面biocl的(010)晶面上的电子能参与光催化反应，达到降解污染物的作用，并且暴露出(010)晶面有利于反应产物沿[010]方向迁移，促进光催化反应的进行。因此形成的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂具有较高的光催化反应活性。

本发明通过光照biocl，在其(010)晶面生成电子，在(100)和(001)晶面生成空穴，参与光催化反应，并且在(100)和(001)晶面利用静电吸引选择性沉积带负电荷的层状g-c3n4构建异质结，形成暴露(010)晶面biocl/在(100)和(001)晶面负载g-c3n4复合光催化剂，促进光生载流子的分离。因此，暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂在模拟太阳光下具有较高的光催化活性。

该方法制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂在模拟太阳光下对罗丹明b具有较高的矿化程度，该光催化剂可用于降解有机污染物，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明制备的暴露(010)晶面biocl的(a)hrtem、相应的saed和(b)sem图。

图2为本发明制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的xrd图谱。

图3为本发明制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的ft-ir图谱。

图4为本发明制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的uv-visdrs图谱。

图5为本发明(a)暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的sem图谱和(b)暴露(010)晶面biocl的结构模型图。

图6为本发明制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂在太阳光照射下对罗丹明b的总有机碳去除率图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明以尿素为c源和n源，通过热聚合法制备得到层状结构的g-c3n4；以bi(no3)3·5h2o为bi源，nacl为cl源，1mol/lnaoh调节溶液ph值，通过水热法制备得到暴露(010)晶面的biocl；采用光照复合法制备得到暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

本发明所述的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将bi(no3)3·5h2o、nacl溶于去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；bi(no3)3·5h2o和nacl的用量比为1:1。

步骤2：称取尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取适量暴露(010)晶面的biocl粉体溶于去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl水溶液，称取适量g-c3n4粉体溶于去离子水中，超声分散均匀得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照反应一定时间后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂；

所述步骤1中水热反应时间分别为2～18h。

所述步骤3中搅拌和超声分散时间均为25～35min。

所述步骤3中混合溶液a中暴露(010)晶面的biocl和g-c3n4浓度分别为4.28～7.5mg/l和0.71～1.25mg/l。

所述步骤3中混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中，光照光源为模拟太阳光，光照时间为2～3h使暴露(010)晶面的biocl在(010)晶面产生电子，在(100)晶面和(001)晶面产生空穴。

暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂，该光催化剂制备采用光照复合法，光照biocl在(100)和(001)晶面产生空穴，与具有负电荷的层状结构g-c3n4静电吸引，在四方相，空间点群为p4/nmm(129)biocl的(100)和(001)晶面负载层状g-c3n4，暴露出biocl(010)晶面，形成暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂可用于降解有机污染物。

实施例1

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应2h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于30ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例2

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应4.5h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于35ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2h得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例3

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应9h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于30ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散25min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例4

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应13.5h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于40ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照3h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例5

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应18h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于30ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散35min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例6

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应2h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于20ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于20ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例7

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应4.5h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于35ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例8

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应13.5h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于30ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例9

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应2h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于35ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散35min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例10

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应2h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于20ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于20ml去离子水中，超声分散25min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

实施例11

步骤1：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应18h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体；

步骤2：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体；

步骤3：称取0.3g暴露(010)晶面的biocl粉体溶于40ml去离子水中，室温搅拌得到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液，称取0.05gg-c3n4溶于30ml去离子水中，超声分散30min得到g-c3n4水溶液，后将g-c3n4水溶液缓慢滴加到暴露(010)晶面的biocl粉体水溶液中得到混合溶液a，将混合溶液a置于xpa-3光化学反应仪中光照2.5h后得到混合溶液b，将混合溶液b分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，并在70℃下干燥，得到g-c3n4负载在暴露(010)晶面的biocl上的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。

对比例1

暴露(010)晶面的biocl粉体：将8mmolbi(no3)3·5h2o、8mmolnacl溶于48ml去离子水中，室温下搅拌1h后用1mol/lnaoh溶液调节其ph值为6，在室温下继续搅拌1h后得到反应前驱液，将前驱液转移至水热反应釜中，在160℃下反应2h，待反应结束温度降至室温后，将反应釜取出，静置去除上清液，将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，在70℃下烘干、研磨后得到暴露(010)晶面的biocl粉体。

对比例2

g-c3n4粉体：称取30g尿素装入带盖的氧化铝坩埚并置于马弗炉中，设置升温速率为15℃/min，在550℃下保温4h，待冷却至室温后经过研磨得到淡黄色g-c3n4粉体。

图1为本发明对比例1制备的暴露(010)晶面biocl的hrtem，相应的saed和sem图。hrtem图呈现清晰且连续的晶格条纹，表明样品结晶性良好。(002)和(102)原子面条纹间距分别为0.372nm和0.269nm。相应saed结果显示，两原子面的夹角为43.5°，这与(002)和(102)原子面理论夹角(43.5°)相吻合。因此说明本发明制备的biocl暴露的是(010)晶面。

图2为本发明实施例1制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的xrd图谱，其中a、b、c分别为g-c3n4、暴露(010)晶面biocl、暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的xrd图谱。由图可知，纯相g-c3n4在衍射角2θ＝27.5°特征衍射峰对应于g-c3n4的(002)晶面；暴露(010)晶面biocl所有衍射峰均与四方相biocl(jcpdsno.82-0485)的特征衍射峰完全吻合，其中在衍射角2θ＝12.12°、24.28°、25.98°、32.64°、33.6°、36.7°和46.78°处的衍射峰分别对应于四方相biocl的(001)、(002)、(101)、(110)、(102)、(003)和(200)晶面，衍射峰峰形尖锐，强度较高，说明样品结晶性好。暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂中出现了biocl的特征衍射峰，表明复合后并未改变biocl的晶体结构。但是复合后，在衍射角2θ＝27.5°未出现g-c3n4的特征衍射峰，这可能是由于g-c3n4量太少及比较分散引起的。

图3为本发明实施例1制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的ft-ir图谱，其中a、b、c分别为g-c3n4、暴露(010)晶面biocl、暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的ft-ir图谱。可以看出，纯相biocl在524cm^-1处和1385cm^-1处具有两个明显的红外特征吸收峰，分别归属于bi-o键和bi-cl键的振动峰。g-c3n4在810cm^-1、890cm^-1、1200-1700cm^-1的特征红外吸收峰分别归属于三嗪环的特征振动峰、n-h键的伸缩振动峰及c-n杂环的伸缩振动峰。当g-c3n4和暴露(010)晶面biocl复合后，在524cm^-1处出现了biocl的特征红外吸收峰，在810cm^-1、890cm^-1、1200-1700cm^-1处出现了g-c3n4的特征红外吸收峰，这表明暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂中是存在g-c3n4的。

图4为本发明实施例1制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的uv-visdrs图谱，其中a、b、c分别为g-c3n4、暴露(010)晶面biocl、暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的uv-visdrs图谱。如图所示，纯相暴露(010)晶面biocl在紫外光区具有较强的吸收，吸收边带落在370nm附近；纯相g-c3n4在紫外光波长范围内对光的吸收能力较低，吸收边带落在460nm附近。暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的吸收边带介于纯相biocl和g-c3n4之间，并且有两个明显的吸收边带，其中一条吸收边带归属于biocl，另一条归属于g-c3n4，这表明成功合成了暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂，并通过复合将纯相biocl的光吸收范围成功拓宽至可见光区。

图5为本发明制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的sem图谱和暴露(010)晶面biocl的结构模型图。从sem图片中可以看出，g-c3n4为不规则小片层堆积成的块状结构，暴露(010)晶面biocl呈纳米片结构。采用光照复合法将g-c3n4与暴露(010)晶面biocl复合后，可以发现g-c3n4主要分布于biocl纳米片的侧面，即(100)和(001)晶面，而纳米片的上、下两个表面几乎无g-c3n4。这是由于g-c3n4在水相中带负电荷，光照使暴露(010)晶面的biocl在(010)晶面产生电子，在(100)和(001)晶面产生空穴，带正电的空穴与具有负电荷的层状结构g-c3n4静电吸引。因此在biocl的(100)和(001)晶面负载层状g-c3n4，暴露出biocl(010)晶面，形成暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂。从结构模型图中可以看出，暴露(010)晶面的biocl具有开放的通道结构，沿[010]方向更有利于反应产物的迁移。因此，通过光照复合法将g-c3n4沉积在biocl的(100)和(001)晶面而暴露出(010)晶面，一方面(010)晶面电子会参与光催化反应，另一方面为产物迁移提供了更宽阔的通道，并且biocl与g-c3n4形成的异质结会促进光生载流子的分离，这些均会促进光催化反应的进行。

图6为本发明实施例1制备的暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂在模拟太阳光下照射80min后的总有机碳去除率图，其中a、b、c分别为g-c3n4、暴露(010)晶面biocl、暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂的总有机碳去除率图。总有机碳测试是用来分析样品对罗丹明b的矿化程度。由图可知，模拟太阳光照射80min后，g-c3n4、暴露(010)晶面biocl、暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂和对总有机碳的去除率分别为35.17％、41.16％和44.18％。可以发现暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂对罗丹明b的矿化程度最高，光反应80min后，可以将44.18％罗丹明b矿化为无机二氧化碳。这表明暴露(010)晶面biocl/g-c3n4复合光催化剂光催化活性较高，在治理环境方面具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。