一种卤氧化铋光催化材料的制备方法及其应用

本发明属于光催化剂，具体涉及一种卤氧化铋光催化材料的制备方法及其应用。

背景技术：

1、近年来，基于半导体光催化材料利用太阳光降解水体中污染物的光催化技术得到快速发展。最早研究的光催化材料tio2因其禁带宽度较宽，对太阳光的利用率低；以及其催化过程中电子和空穴容易复合导致光催化效率很低，致使研究者们专注于开发新型高效宽光谱响应的光催化剂。

2、在众多新型光催化剂中，铋基催化剂因其具有独特的晶体结构、较高的载流子分离效率而得到青睐，其中卤氧化铋(biox，x＝cl、br、i)光催化材料具有正负电荷分离的片层状结构，片层间静电场的存在能够有效地降低光生电子和空穴的复合，从而获得较好的催化性能。biox的禁带宽度随其卤素原子序数的增大而减小，使得其光吸收能力相应地逐渐增强。且其具有原料来源丰富、价格低廉、能带结构易调控等优势，在光催化处理大气污染物领域受到广泛关注。然而，biox光催化剂受到光生载流子复合率高的限制，其光催化活性不能完全满足规模化应用的需求。目前单一的电荷分离途径无法充分抑制电子-空穴对的快速复合，导致通过精确的结构设计与载流子调控实现对目标反应的高效催化仍具挑战性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种卤氧化铋光催化材料的制备方法，旨在解决现有卤氧化铋光催化材料生产工艺复杂、光催化效果不佳等的问题。本发明还提供了该卤氧化铋光催化材料的应用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、第一方面，一种卤氧化铋光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

4、1)将硝酸铋五水合物与碘化钾加入到分散溶剂中，在室温下连续搅拌直至完全溶解，得到混合液；

5、2)将混合液转移至高压釜中进行水热反应，得到悬浊液；

6、3)将悬浊液自然冷却至室温、离心、取沉淀物洗涤并干燥，即得卤氧化铋光催化材料。

7、在某些具体的实施例中，所述硝酸铋五水合物与碘化钾的摩尔比为1:1。

8、在某些具体的实施例中，以mmol：ml计，所述硝酸铋五水合物与分散溶剂的比例为1:30。

9、在某些具体的实施例中，所述分散溶剂为乙醇、丙醇、乙二醇和甘油中的一种。

10、在某些具体的实施例中，步骤2)中所述水热反应的条件为水热反应温度为180-200℃，水热反应时间为12-24h。

11、在某些具体的实施例中，步骤3)中所述洗涤包括依次用去离子水和乙醇洗涤，并重复二次。

12、在某些具体的实施例中，步骤3)中所述干燥是在30-50℃的温度下干燥处理24h。

13、第二方面，一种前述卤氧化铋光催化材料的制备方法制备得到的卤氧化铋光催化材料，所述卤氧化铋光催化材料为bi-bioi-bi5o7i三相复合物。

14、第三方面，一种前述卤氧化铋光催化材料在光催化降解有机化合物中的应用。

15、与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

16、本发明所提供的卤氧化铋光催化材料的制备方法，以bi(no3)3·5h2o和ki为前躯体，以乙二醇为溶剂，采用一步水热法简易的合成方法，制备得到了bi-bioi-bi5o7i三相复合物的卤氧化铋光催化材料；该bi-bioi-bi5o7i三相复合物具有优异的光催化性能，对no的可见光去除率为56.74％，no2的生成量比bioi下降了62％，该结果说明，氧缺陷/异质结协同能高效去除no，并能有效抑制毒副产物no2的生成。

技术特征：

1.一种卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸铋五水合物与碘化钾的摩尔比为1-4:1。

3.根据权利要求2所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，以mmol：ml计，所述硝酸铋五水合物与分散溶剂的比例为1:30。

4.根据权利要求3所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述分散溶剂为乙醇、丙醇、乙二醇和甘油中的一种。

5.根据权利要求1所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述水热反应的条件为水热反应温度为180-200℃，水热反应时间为12-24h。

6.根据权利要求2所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述洗涤包括依次用去离子水和乙醇洗涤，并重复二次。

7.根据权利要求3所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述干燥是在30-50℃的温度下干燥处理24h。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的卤氧化铋光催化材料的制备方法制备得到的卤氧化铋光催化材料，所述卤氧化铋光催化材料为bi-bioi-bi5o7i三相复合物。

9.根据权利要求8所述的卤氧化铋光催化材料在光催化降解有机化合物中的应用。

技术总结
本发明公开了一种卤氧化铋光催化材料的制备方法，包括如下步骤：1)将硝酸铋五水合物与碘化钾加入到分散溶剂中，在室温下连续搅拌直至完全溶解，得到混合液；2)将混合液转移至高压釜中进行水热反应，得到悬浊液；3)将悬浊液自然冷却至室温、离心、取沉淀物洗涤并干燥，即得卤氧化铋光催化材料。本发明还公开了该卤氧化铋光催化材料的应用。本发明所提供的卤氧化铋光催化材料的制备方法，以Bi(NO3)<subgt;3</subgt;·5H<subgt;2</subgt;O和KI为前躯体，以乙二醇为溶剂，采用一步水热法简易的合成方法，制备得到了Bi‑BiOI‑Bi<subgt;5</subgt;O<subgt;7</subgt;I三相复合物的卤氧化铋光催化材料；该Bi‑BiOI‑Bi<subgt;5</subgt;O<subgt;7</subgt;I三相复合物具有优异的光催化性能，其能够协同能高效去除NO，并能有效抑制毒副产物NO<subgt;2</subgt;的生成。

技术研发人员：廖佳珍,张文东,江艾林,艾旺星,邱渝强
受保护的技术使用者：重庆电子工程职业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12