[发明专利]一种治理污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种治理废水污染的光催化剂及其制备方法，属化学领域。 

背景技术

目前，在工业的污染中，染料废水的污染因其具有排放量大、色度高、成分复杂、腐蚀性强、毒性大的特点，一直都是废水治理中的难题。传统的处理方法不仅周期较长，费用高，成本大，而且也耗费了大量的人力物力，因此急需探求新的治理方法。 

自从1972年Fujishima和Honda发现在光照的条件下，TiO₂（二氧化钛）微粒上可以使水发生氧化还原反应以来，半导体光催化技术以其利用太阳能﹑无二次污染等特点引起了全球众多学者的关注^[1-4]。最近，随着光化学及技术的发展和进步，利用光催化剂消除环境中的各种污染物的研究已引起人们的广泛关注。目前，半导体光催化已被视为消除环境污染物最具有潜力和价值的途径，而且，已经有大量的光催化剂被开发^[5-8]。然而，传统的光催化剂，例如其中最具有代表性的材料TiO₂（二氧化钛）只是对紫外光具有较高的光催化活性，在可见光下的催化活性较低，因此，人们对开发可见光具有高光催化活性的新型材料存在极大的需求，至今为止，还没有发现关于本发明的有关报道，本发明人经过大量的研究试验，终于成功的研究出治理染料污水的碳酸氧铋光催化剂，从而完成了本发明。 

本发明的目的就是提供一种治理染料废水污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法。 

含铋材料，由于它们的高化学稳定性和高可见光光催化活性，越来越多的应用到光催化的领域中，例如BiVO₄（钒酸铋），Bi₂WO₆（钨酸铋），BiOX（卤化氧铋）（X=Cl,Br,I）等已经成功应用在光催化领域并取得卓越的成绩^[9-11]。（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）属于Aurivillius相关氧化物，在过去一直被用作于医疗保健、保护胃肠粘膜的药物领域中。 

本发明采取与TiO₂（二氧化钛）作对照的方法，探究（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）在可见光和紫外光范围内降解甲基橙、苯酚、亚甲基蓝的活性；以对苯二甲酸为探针分子，结合化学荧光技术研究了（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）光催化剂表面羟基自由基的形成；考察了添加各种清除剂（异丙醇、对苯醌、草酸铵、过氧化氢酶）后，（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）光催化剂在可见光和紫外光照射下降解甲基橙的活性。 

本发明的制备及测定步骤如下 

一、（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）光催化剂的制备

1、配制0.1mol/L Na₂CO₃（碳酸钠）溶液：用天平称取0.01mol的Na₂CO₃放入烧杯中，加入40mL的蒸馏水搅拌混合均匀后，用玻璃棒将溶液引流至100mL刻度的容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯2-3次,洗涤液加入上述容量瓶中,再用蒸馏水稀释至100mL刻度,得0.1mol/L Na₂CO₃碳酸钠溶液。

2、配制碳酸氧秘BiO₂CO₃光催化剂：取一只洁净的小烧杯，向其倒入20mL去离子水。放入水浴锅中加热至60℃保持恒温。秤取1gBi（NO₃）₂·5H₂O（五水合硝酸铋）加入烧杯中，搅拌溶解。用浓度0.1mol/L硝酸调节pH至0.8，在向其滴加0.1mol/L Na₂CO₃（碳酸钠）溶液调解pH为8。搅拌3h后，抽滤，收集白色沉淀物，并用去离子水清洗2～3次。最后在80℃下烘干。即得（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）。 

二、可见光与紫外光光束下样品（BiO）₂CO₃（碳酸氧铋）催化活性的测定