高则可归因于简单特殊的合成方法。本发明制得的新型光催化剂在光催化过 程中抑制光生电子与光生空穴的复合，延长了光生空穴的寿命，因而提高了BiOCl-Mt材料 的光催化活性。另外，化-化作为催化剂使用，对染料的清除主要是由吸附产生的，其对两 种染料的光催化降解效率分别仅有17. 5%巧hB)和1. 39% (0G)，运应该归结于化-Mt的能 带间隙较宽W及较低的光响应能力。
[003引图3展示了在紫外光的照射下，BiOCl-Mt系列样品光催化降解阳离子染料化B和 阴离子染料0G试验结果的对比。图3中的（a)展示了BiOCl-Mt度iOCl-Mti，BiOCl-Mtz， BiOCl-Mt3，BiOCl-Mt4和BiOCl-Mt)吸附光催化降解化B的实验对比图。在比的暗吸附实 验后，样品BiOCl-Mti、BiOCl-Mtz、BiOCl-Mts、BiOCl-Mt4和BiOCl-Mt5其吸附效果分别为： 27. 2 %，47. 7 %，54. 6 %，53. 5 %和55. 4 %。其变化趋势为，随着合成样品中Mt量的增加 度iOCl-Mti、BiOCl-Mt2、BiOCl-Mt3)，样品BiOCl-Mt对化B的吸附效果逐渐增加。而对于样 品BiOCl-Mt3、BiOCl-Mt4和BiOCl-Mt5,随着蒙脱石相对量的增加，样品对化B的吸附效果却 几乎一致。整个光催化降解效果也与样品对化B的吸附效果一致。表明催化剂对染料的吸 附强度对光催化降解效果具有重要的影响。
[0034] 图 3 中的化）展示了BiOCl-Mt度iOCl-Mti，BiOCl-Mtz，BiOCl-Mts，BiOCl-Mt4 和BiOCl-Mtg)吸附光催化降解OG的实验对比图。在比的暗吸附后，样品BiOCl-Mti、 BiOCl-Mt2、BiOCl-Mt3、BiOCl-Mt4和BiOCl-Mt5对 0G吸附效果均在 5%左右。另一方面，在 BiOCl-Mti、BiOCl-Mtz、BiOCl-Mts、BiOCl-Mt4和BiOCl-Mt5中，随着蒙脱石混入量的增加， BiOCl的相应量也逐渐减小，那么产生的有效空穴量也相应会逐渐减少，从而导致光催化降 解效果下降。
[0035] 当污染物浓度低到毫克水平时，Langmuir-Hinshelwood模型能被采用来模拟各种 动力学反应。其公式能表达成：
W38] 式（1)和式似中，R:反应速率，kr:反应速率常数，K:吸附系数，C:反应浓度（公 式1)。当C是非常小的时候，公式1可W简化成公式2。C。和Ct是光催化反应时间为0和 t时，反应污染物化B的浓度。K。。。是一级动力学常数。通过ln(Ct/C。）对t作图，就可W得 到不同催化剂的动力学常数Kgpp的值，具体如表1所示。
[0039]表1样品BiOCl-Mt，化-Mt和BiOCl的动力学常数Kapp:
[0040]
[0041] 从表1可W看出降解化B和0G的动力学常数Kgpp数值对比分别如下：
[0042] 化-Mt(0. 007) <BiOCl-Mti〇). 024) <BiOCl-Mt2 (0. 033)<BiOCl(0. 035) <BiOCl-Mts( 0. 053)〈BiOCl-Mt^O. 065) <BiOCl-Mt3〇).lOlmin1)，
[0043]化-Mt(0. 003)<BiOCl-Mt5〇). 013)<BiOCl-Mt4〇). 018)<Bi0Cl-Mt2(0. 022)<Bi0Cl( 0. 029) <BiOCl-Mt3〇). 031) <Bi0Cl-Mti (0. 057min 1). W44] 上述的数据与图1，2和3中光催化降解效率是一致的。相比于单纯的BiOCl，样品BiOCl-Mts对化B的降解速率是其2. 89倍。样品BiOCl-Mt1降解0G的效率是其的1. 97倍。 所有运些结果表明，本发明获得的光催化材料BiOCl-Mt拥有着更加优良的光催化活性。 W45] 图4展示了不同抑对于光催化材料BiOCl-Mt(0. 15g/L)吸附光催化降解 化B(40mg/L)的影响。从该图可W看出，随着溶液的抑从2逐渐增加到10,本发明的光催 化材料BiOCl-Mt对化B的吸附效率逐渐降低，同时其光催化降解效果也有所降低。
[0046] 总有机碳（T0C)的测定数据，常常被作为有机物矿化率的一个重要指标。在本发 明中，在紫外光照60min时，测得化BT0C的降解率为82. 3 %，0G的T0C降解率为85. 9 %。 掲示了本发明的光催化材料BiOCl-Mt在紫外光照条件下，对染料具有很好的矿化性能。
[0047] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料的制备方法，其主要特征在于，包括以下步骤： (1) 用盐酸和去离子水作溶剂，配制浓度为I. 〇~5. Owt%的钠基蒙脱石悬浊液和浓度 为3. Owt %的Bi (NO3) 3溶液各100mL，然后在搅拌条件下，将Bi (NO 3) 3溶液加入到钠基蒙脱 石悬池液中，超声30min~I. 5h，后将反应液的pH值调节为2,搅拌反应8~16h，便得到混 合悬浊液； (2) 将步骤（1)获得的混合悬浊液离心后取沉淀，沉淀洗涤后烘干、研磨、过200目筛， 得到所述BiOCl/蒙脱石复合光催化材料。2. 根据权利要求1所述的一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料的制备方法，其特征在 于，步骤⑴所述的钠基蒙脱石悬浊液和Bi (NO3)3溶液的pH值均为0。3. 根据权利要求1所述的一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料的制备方法，其特征在 于，步骤（1)中用氨水调节反应液pH值。4. 根据权利要求1所述的一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料的制备方法，其特征在 于，步骤⑴所述Bi (NO3)3溶液以2~5mL/min的速度加入到钠基蒙脱石悬浊液中。5. 根据权利要求1所述的一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料的制备方法，其特征在 于，步骤（2)所述的洗涤指用去离子水和无水乙醇分别各洗涤三次。6. 根据权利要求1所述的一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料的制备方法，其特征在 于，步骤（2)所述的烘干温度为80°C，烘干时间为8~10h。7. 权利要求1至6任一项所述制备方法获得的BiOCl/蒙脱石复合光催化材料。8. 权利要求7所述的BiOCl/蒙脱石复合光催化材料在处理染料废水中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种BiOCl/蒙脱石复合光催化材料及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：在搅拌条件下，将100mL3.0wt％的Bi(NO3)3溶液逐步滴加到100mL1.0～5.0wt％的钠基蒙脱石悬浊液中，超声处理后调节pH值为2，搅拌反应8～16h，将混合悬浊液离心，沉淀洗涤后烘干、研磨、过200目筛，便得到所述BiOCl/蒙脱石复合光催化材料。在紫外光照射条件下对阳离子型染料罗丹明B和阴离子型染料橙黄G的吸附光催化降解效果非常显著，采用0.15g/L的BiOCl/蒙脱石复合光催化材料，在较短的1h内对40mg/L的RhB和OG两种染料的清除率均接近100％。
【IPC分类】C02F1/32, B01J27/06, C02F101/38
【公开号】CN105013513
【申请号】CN201510308315
【发明人】许成群, 顾凤龙, 吴宏海
【申请人】华南师范大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月5日