本发明属于环境污染技术领域，具体涉及一种bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂及制备方法。
背景技术：
近年来，环境污染和能源短缺日益严重，而太阳是一个巨大、久远、无尽的能量宝库，可见光催化剂有望利用太阳光达到降解水中污染物的目的，并且一种可回收多次利用的光催化剂可实现绿色环保的目的。
碘氧化铋：有研究表明，卤氧化铋化合物具有良好的光催化活性，其中氟氧化铋和氯氧化铋在紫外光下具有光催化活性，溴氧化铋和碘氧化铋在可见光下具有光催化活性。[bi2o2]2+层与双x-层之间存在较强的内部电场，可以促进光生电子-空穴对的有效分离，因此光催化效率更高。其中碘氧化铋有更窄的禁带宽度，光谱响应范围更广。铋系列催化剂有很多种，如bioi、bi4o5i2、bi7o9i3，其中bi4o5i2具有更好的可见光催化效果。
铁酸铜：cufe2o4是cu2+取代fe3o4中的fe2+形成的金属氧化物，具有尖晶石结构。铁酸铜具有良好的物理和化学性质，在磁学性能、气敏性能、吸附性能和催化性能等方面均以得到研究和应用。由于铁酸铜的禁带宽度约为1.4ev，对可见光有所响应，常用来和其他元素和半导体复合来提高其光催化活性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种bi4o5i2与磁性cufe2o4复合型光催化剂及其制备方法，合成方法简单易控且成本低廉，所合成的复合光催化剂具有良好的光催化性能，并利用铁酸铜优良的磁性，可以实现光催化剂的简易回收。
本发明提供了一种降解水中有机污染物的bi4o5i2与磁性cufe2o4复合型光催化剂，在可见光下具有良好的催化活性，其制备方法如下：
(1)溶胶凝胶法制备纳米cufe2o4：分别称取一定量的铁盐和铜盐溶解于去离子水中，然后将两者混合，向混合液中加入络合剂和表面活性剂，使之溶解完个；随后，水浴蒸干水分，促使配合物聚合生成透明粘稠的凝胶；之后进行烘干得到干凝胶，充分研磨，最后讲得到的产物煅烧，得到烟灰色粉末状纳米cufe2o4。
(2)bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂的制备：a液：称取一定量的bi(no3)3·5h2o溶于溶剂中，稍加热使其溶解，室温下搅拌半小时；b液：称取一定量的ki，溶于去离子水，搅拌使之溶解；在搅拌过程中，用滴管将b液缓慢滴加至已搅拌半小时的a液中，溶液颜色由无色变为橘黄色，继续搅拌，然后称取一定量的已制备的纳米cufe2o4，加入上述溶液中，超声分散一定时间，随后将混合溶液转移到含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行反应，反应结束后冷却至室温，将所得样品离心分离，用水和无水乙醇洗涤，然后在真空干燥，研磨得到bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂。
所述步骤(1)中，铁盐为九水合硝酸铁，铜盐为三水合硝酸铜，九水合硝酸铁和三水合硝酸铜的摩尔比为2∶1。
所述步骤(1)中，水浴蒸干水分的水浴温度为80℃，煅烧为850℃下煅烧2h。
所述步骤(1)中，络合剂选自柠檬酸、酒石酸、马来酸中的一种或多种。
所述步骤(2)中，bi(no3)3·5h2o与ki的摩尔比为1∶1。
所述步骤(2)中，超声时间为30min。
所述步骤(2)中，在含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中反应的条件为在130℃下反应12h。
所述步骤(2)中，真空干燥的条件为真空干燥箱中80℃干燥6h。
该发明制得的bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂，具有良好的形貌结构和可见光催化活性，且可磁分离，便于回收利用。
具体实施方式：
实施例1：配制n(九水硝酸铁)∶n(三水硝酸铜)的摩尔之比为2∶1的混合溶液，首先称取4.0400g(0.0100mol)九水硝酸铁，并加入40ml去离子水，然后再称取1.2080g(0.0050mol)三水硝酸铜并加入10ml去离子水，将两者混合后，向混合液中加入0.0300mol的柠檬酸及0.5000g表面活性剂ctab，使之溶解完全；随后80℃水浴蒸干水分，促使配合物聚合生成透明粘稠的凝胶；接下来在120℃下烘干水分，得到干凝胶，充分研磨，最后将得到的产物在850℃下煅烧2h，得到烟灰色粉末状纳米铁酸铜。在太阳光照射下光催化脱色甲基橙染料废水3h，脱色率为50％。
实施例2：配制n(九水硝酸铁)∶n(三水硝酸铜)的摩尔之比为2∶1的混合溶液，首先称取4.0400g(0.0100mol)九水硝酸铁，并加入40ml去离子水，然后再称取1.2080g(0.0050mol)三水硝酸铜并加入10ml去离子水，将两者混合后，向混合液中加入0.0300mol的酒石酸及0.5000g表面活性剂ctab，使之溶解完全；随后80℃水浴蒸干水分，促使配合物聚合生成透明粘稠的凝胶；接下来在120℃下烘干水分，得到干凝胶，充分研磨，最后将得到的产物在850℃下煅烧2h，得到烟灰色粉末状纳米铁酸铜。在太阳光照射下光催化脱色甲基橙染料废水3h，脱色率为60％。
实施例3：配制n(九水硝酸铁)∶n(三水硝酸铜)的摩尔之比为2∶1的混合溶液，首先称取4.0400g(0.0100mol)九水硝酸铁，并加入40ml去离子水，然后再称取1.2080g(0.0050mol)一定量三水硝酸铜并加入10ml去离子水，将两者混合后，向混合液中加入0.0300mol的马来酸及0.5000g表面活性剂ctab，使之溶解完全；随后80℃水浴蒸干水分，促使配合物聚合生成透明粘稠的凝胶；接下来在120℃下烘干水分，得到干凝胶，充分研磨，最后将得到的产物在850℃下煅烧2h，得到烟灰色粉末状纳米铁酸铜。在太阳光照射下光催化脱色甲基橙染料废水3h，脱色率为58％。
实施例4：a液：0.3880g(0.8mmol)bi(no3)3·5h2o，溶于38ml甘油，60℃稍加热使溶解，室温下搅拌半小时；b液：0.1328g(0.8mmol)ki，溶于2ml去离子水，搅拌使之溶解；在搅拌下，用滴管将b液缓慢滴加至已搅拌半小时的a液中，溶液颜色由无色变为橘黄色溶液，继续搅拌2min，转移到100ml含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中；然后按质量分数为40％的量称取以柠檬酸为络合剂制备的纳米铁酸铜，加入上述溶液中，在130℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，将所得样品离心分离，用水和无水乙醇各洗三次，然后在真空干燥箱中80℃干燥6h，研磨得到橙黄色的bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂。在太阳光照射下光催化脱色甲基橙染料废水3h，脱色率为81％。
实施例6：a液：0.3880g(0.8mmol)bi(no3)3·5h2o，溶于38ml甘油，60℃稍加热使溶解，室温下搅拌半小时；b液：0.1328g(0.8mmol)ki，溶于2ml去离子水，搅拌使之溶解；在搅拌下，用滴管将b液缓慢滴加至已搅拌半小时的a液中，溶液颜色由无色变为橘黄色溶液，继续搅拌2min，转移到100ml含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中；然后按质量分数为40％的量称取以酒石酸为络合剂制备的纳米铁酸铜，加入上述溶液中，在130℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，将所得样品离心分离，用水和无水乙醇各洗三次，然后在真空干燥箱中80℃干燥6h，研磨得到橙黄色的bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂。在太阳光照射下光催化脱色甲基橙染料废水3h，脱色率为93％。
实施例7：a液：0.3880g(0.8mmol)bi(no3)3·5h2o，溶于38ml甘油，60℃稍加热使溶解，室温下搅拌半小时；b液：0.1328(0.8mmol)ki，溶于2ml去离子水，搅拌使之溶解；在搅拌下，用滴管将b液缓慢滴加至已搅拌半小时的a液中，溶液颜色由无色变为橘黄色溶液，继续搅拌2min，转移到100ml含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，然后按质量分数为40％的量称取以马来酸为络合剂的铁酸铜，加入上述溶液中，在130℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，将所得样品离心分离，用水和无水乙醇各洗三次，然后在真空干燥箱中80℃干燥6h，研磨得到橙黄色的bi4o5i2与磁性cufe2o4复合可见光催化剂。在太阳光照射下光催化脱色甲基橙染料废水3h，脱色率为84％。