一种可见光响应型核壳结构的氯氧化铋催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可见光响应型核壳结构的氯氧化铋催化剂及其制备方法，属于环境化工光催化水处理技术领域，特别涉及可见光处理染料污染废水。
【背景技术】
[0002]目前我国各种染料产量已达90万吨，染料废水已成为环境重点污染源之一。染料行业品种繁多，工艺复杂。其废水中含有大量的有机物和盐份，具有0?&高，色泽深，酸碱性强等特点，一直是废水处理中的难题。染料废水处理的方法有吸附法、膜分离法、光催化氧化法、电化学氧化法、超声波降解法等。其中，光催化氧化法以清洁的太阳能为能源，可以将污染物彻底降解，因此受到广泛关注。目前，研究最深最广的催化剂为打02和ZnO，然而这些催化剂只对约占4%太阳光中的紫外光有响应，而对约占43%可见光没有响应。为了更好的利用太阳能中的可见光，方法之一就是研发出新型的具有可见光相应的光催化材料。
[0003]氯氧化铋(B1Cl)的Bi原子的6s与0原子的2p轨道成键，对价带和导带的构成有影响，使它的光吸收范围向可见光区扩展，为发展实用高效的可见光催化材料提供了重要的途径，因此有很多学者开始关注和研究此化合物。涉及氯氧铋材料的制备方法主要有水解法、微波法、超声法、水热法和固相法等，但目前采用的工艺制得的催化剂所涉及的形貌为纳米片或微米球。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在提供一种简单、易于操作、催化活性高的核壳结构的B1Cl可见光催化剂。
[0005]本发明另一目的在于提供一种可见光响应型核壳结构的氯氧化铋催化剂的制备方法。
[0006]本发明为实现此目的，采取的技术方案如下:
一种氯氧铋可见光催化剂，该催化剂为核壳结构的微米球，成长过程为:氯氧铋纳米片围绕着中心点聚集成核，再在核的外层继续聚集成壳，从而形成实心的直径为0.9-1.2μπι的微米球，此核壳结构的微米球在可见光照射下，lOmin内实现目标污染物罗丹明B(RhB)
完全降解。
[0007]本发明的制备方法采用水热法，具体步骤如下:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入5~30ml的乙二醇和l~10g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH值至1~6，室温搅拌30min ；
步骤3:将步骤2的产物加入到100ml水热反应釜中，在100~160°C下反应2~10h ；步骤4:步骤3结束后，过滤，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后将产物在120°C下干燥12h，即得到灰白色的氯氧铋光催化剂，该催化剂为核壳结构的微米球，直径约为1 Mm。
[0008]本发明的优点在于:
①水热法合成了核壳结构的B1Cl可见光催化剂。
[0009]②合成的B1Cl催化剂具有很高的可见光催化活性，在可见光照射下，lOmin内可实现目标污染物RhB接近100%降解。
[0010]③合成过程操作容易，产物产率高，重复性好，符合实际生产的需要。
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施方案1制备的B1Cl样品的SEM图。
【具体实施方式】
[0012]下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0013]—种氯氧铋可见光催化剂，该催化剂为核壳结构的微米球，成长过程为:氯氧铋纳米片围绕着中心点聚集成核，再在核的外层继续聚集成壳，从而形成实心的直径约为
0.9-1.的微米球，此核壳结构的微米球在可见光照射下，lOmin内实现目标污染物罗丹明B(RhB)完全降解。
[0014]实施例1
B1Cl可见光催化剂的制备步骤为:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入20ml的乙二醇和5g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH值至3，室温搅拌30min ；
步骤3:将步骤2的产物加入到100ml水热反应釜中，在130°C下反应6h ；
步骤4:步骤3结束后，过滤，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后将产物在120°C下干燥 12h0
[0015]B1Cl样品的SEM图见图1，从图中可以看出所制备的B1Cl微米球呈现核壳结构，并且为实心球，微米球直径约为lMm。
[0016]实施例2
B1Cl可见光催化剂的制备步骤为:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入20ml的乙二醇和5g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH值至3，室温搅拌30min ；
步骤3:将步骤2的产物加入到100ml水热反应釜中，在100°C下反应6h ；
步骤4:步骤3结束后，过滤，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后将产物在120°C下干燥 12h0
[0017]实施例3
B1Cl可见光催化剂的制备步骤为:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入20ml的乙二醇和5g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH值至3，室温搅拌30min ； 步骤3:将步骤2的产物加入到100ml水热反应釜中，在160°C下反应6h ；
步骤4:步骤3结束后，过滤，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后将产物在120°C下干燥 12h0
[0018]实施例4
B1Cl可见光催化剂的制备步骤为:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入20ml的乙二醇和lg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH值至3，室温搅拌30min ；
步骤3:将步骤2的产物加入到100ml水热反应釜中，在130°C下反应6h ；
步骤4:步骤3结束后，过滤，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后将产物在120°C下干燥 12h0
[0019]实施例5
B1Cl可见光催化剂的制备步骤为:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入20ml的乙二醇和10g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH值至3，室温搅拌30min ；
步骤3:将步骤2的产物加入到100ml水热反应釜中，在130°C下反应6h ；
步骤4:步骤3结束后，过滤，用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤，然后将产物在120°C下干燥 12h0
[0020]实施例6
B1Cl可见光催化剂的制备步骤为:
步骤1:0.0lmol五水硝酸铋加入5ml的乙二醇和lg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合液中，室温下搅拌至五水硝酸铋完全溶解；
步骤2:用Na(C03)2调节上述溶液的pH