/BiOI复合光催化杀菌剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光催化领域，具体涉及一种Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]可持续发展是当今世界普遍关注的问题。然而，能源短缺、环境污染等问题日益严重。各种有害污染物在水体、土壤和空气等环境中不断积蓄、迀移和转化，严重破坏了生态平衡，也危害着人类的生命与健康。另外，经济发展需要消耗大量的能源，正在引发新的能源危机，而大量的开采和使用传统矿产能源本身就会引发严重的环境问题。
[0003]半导体光催化剂在解决能源和环境方面具有巨大的潜力。其一，半导体光催化材料可以将低密度的太阳光能转化为高密度的化学能或者电能，其二，半导体光催化剂在光照下产生的氧化物种可以降解空气和水体中的有机污染物。光催化剂的发展是光催化技术得以应用的关键。自从1972年Fujishima和Honda报道了利用η型半导体1102电极在紫外光照射下分解水制备氢气和氧气以来，半导体光催化技术受到了越来越多的关注[1]。近年来，光催化技术在环境污染治理的诸多领域均有着巨大的应用价值，如在室内空气净化、公共场所的保洁除菌和污水处理等领域的应用得到广泛认可和关注。目前，打02因其化学性质稳定、无毒、低成本等优点成为使用最广泛的光催化材料，但是由于T12还存在着如光生电子空穴复合率高、可见光利用率低以及回收困难等缺陷，大大限制了 T12应用[2]。因此，为了实现太阳能的有效利用，开发和设计具有可见光响应、绿色环保的新型光催化材料具有重要的实际意义。
[0004]铋系材料因其在可见光(λ >420nm)区具有良好的光催化性能和形貌多样性而被广泛关注和深入研究，而且铋和其他金属形成的复合材料也具有良好的可见光催化性能
[36]。如卤氧化铋(B1X(X = Cl，Br，I))，具有四方晶形结构，是由[Bi2O2]片层与两层卤素元素交替排列形成的片层状结构，其中B1I因具有最小的禁带宽度(1.77?1.92eV)而在可见光区域有很好的吸收[3]，受到了研究者的广泛关注。另外，Bi2WO6是一种最简单的Aurivillius型氧化物，是一种η型直接半导体材料，具有较窄的禁带宽度(约2.7eV)，在可见光照下具有较高的催化活性，在环境净化和新能源开发领域具有潜在的应用价值，成为目前广泛研究的光催化剂之一M。但是由于单体光催化剂中光电子-空穴分离较慢，光生载流子易复合，导致光催化性能受限，而通过半导体复合构建复合材料可以加速电子-空穴分离，提高材料的光催化性能&6]。因此，现需要一种复合型催化剂。
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【发明内容】
[0011]本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂及其制备方法。
[0012]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实施，
[0013]—种Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂，由Bi2WOjP B1I形成的具有三维分层花状结构的催化剂；其中，Bi2WOfr^ B1I的摩尔比为1:0.01?100。
[0014]所述的Bi2WO6与B1I的摩尔比为1:0.02?50。
[0015]—种Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂的制备方法:将Bi (NO3) 3.5Η20分散于无水乙醇中，得到分散液，然后将向上述分散液加入NaOH溶液，得混合液A ;同时将Na2WO4.2Η20和KI加入到超纯水中，磁力搅拌至完全溶解，得到溶解液B ;然后在磁力搅拌下将上述溶解液B逐滴加入到上述混合液A中，得悬浮液，继续搅拌均匀后将悬浮液转移至高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中热处理；而后将反应釜冷却至室温，经抽滤、洗涤和干燥可得到具有三维分层花状结构的Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂；其中，上述Na2WO4.2Η20和KI的物质的量之比为1:0.02?50，上述Bi (NO3)3.5Η20和Na2WO4.2Η20的物质的量之比为2:1，上述Bi (NO3) 3.5Η20和KI的物质的量之比为1:1。
[0016]所述分散米用超声分散10?60min。
[0017]所述NaOH与Bi (NO3) 3.5H20的物质的量之比为I?10:1。
[0018]所述将溶解液B逐滴滴加到混合液A中之后继续搅拌30?90min。
[0019]所述电热恒温鼓风干燥箱中的热处理温度为120?200°C，反应时间为12?36h。
[0020]所述干燥温度为40?80°C，干燥时间为2?10h。
[0021 ] 一种Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂的应用，所述Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂作为光催化剂或杀菌剂的应用。
[0022]所述Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂作为水体净化中的光催化剂或杀菌剂的应用。
[0023]—种Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂的应用，所述Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂在水体净化中的应用。
[0024]Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂应用于水体中，对有害微生物铜绿假单胞杆菌(P.aeruginosa)的可见光催化杀灭，采用500W氣灯作为光源，其波长范围为420?760nm ;所述微生物浓度为106cfu/mL ;所述Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂的用量为1.0mg/mL。
[0025]其光催化活性具体测试方法为:采用500W氙灯作为光源，辅以滤光片；将微生物溶液加入到反应器中，然后加入Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂，暗态吸附达到平衡后开始光照，光照过程中间隔一定时间取样，通过平板计数法测定存活细菌浓度，计算杀灭率。所述的光源为氙灯，其波长范围为420?760nm ;所述微生物浓度为106cfu/mL ;所述Bi2TO6/B1I复合光催化杀菌剂的用量为1.0mg/mL。
[0026]本发明的有益效果在于:
[0027]本发明通过将Bi2WOfr^B1I复合构建具有异质结结构的复合材料，加速光生载流子在复合材料表面的分离，进而提高光催化性能，对Bi2WOjP B1I两种材料在光催化领域的实际应用具有重大意义；具体:
[0028](I)本发明采用简单的水热法一步合成Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂，制备方法工艺简单，易于控制、成本低廉；
[0029](2)本发明制备的具有三维花状结构的Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂，具有较大的比表面积和良好的可见光吸收性能；
[0030](3)本发明制备的Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂可见光催化活性相比Bi2WOjPB1I均有显著提高，在500W氙灯照射下，1.0mg/mL Bi2W06/Bi0I复合光催化杀菌剂对浓度为106cfu/mL的微生物60min内杀灭率可达到99.99