[发明专利]Bi3Ti2O8F光催化剂/吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的制备方法，具体涉及Bi₃Ti₂O₈F光催化剂/吸附剂的制备方法及其在有机污染物降解方面的应用。

背景技术

工业污水和生活废水的排放对人类的生存环境造成了严重的威胁，特别是农药、染料等难降解有机物的残留对人类健康已带来伤害。

目前，污水处理主要有两种手段，一是物理吸附法，如活性炭、沸石分子筛、粘土等对污染物有较强的吸附能力，且除污速度快，但是吸附法并不能真正降解污染物，只能起转移作用，且吸附剂不能够重复利用，因而限制了吸附法的广泛运用；还有就是光催化剂的光催化降解法，TiO₂由于廉价、无毒、稳定的优点被广泛用作光催化剂，但是由于禁带宽度的限制(3.2ev)，仅能吸收利用太阳光的4%，因此限制了它的实际运用，为了提高对太阳光的利用，寻找一种既高效节能，又成本低的稳定性可见光催化剂成为当今研究的热点，目前，不断有新型催化剂被合成出来，如BiVO₄、BiWO₆、Ag₃PO₄、SrTiO₃、BiOI等，但它们或效率低，或易光解等问题目前仍不能得到实际的运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光催化剂/吸附剂Bi₃Ti₂O₈F的制备方法，能够制备出兼具强吸附性能和紫外/可见光催化性能的四方相Bi₃Ti₂O₈F催化剂粉末。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

Bi₃Ti₂O₈F光催化剂/吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将一定物质的量的钛源溶于去离子水或乙酸溶液，得钛源溶液；

（2）向钛源溶液中加入Bi(NO₃)₃·5H₂O，搅拌至形成均一的白色悬浮液；

（3）向悬浮液中加入NaF，搅拌至NaF完全溶解；

（4）用一定浓度的NaOH溶液和HNO₃溶液调节步骤（3）所得的悬浮液的pH值为碱性；

（5）将步骤（4）所得的碱性悬浮液置于水热釜中，在100～200℃下保持4～10h后自然冷却至室温；

（6）将步骤（5）所得的冷却液离心，以去离子水和无水乙醇各洗涤三次后，在60℃下干燥12h的Bi₃Ti₂O₈F光催化剂。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述钛源为有机钛或无机钛，所述有机钛选自钛酸四丁酯，异丙醇钛，硫酸氧钛中的一种，所述无机钛选自四氯化钛，四氟化钛的一种。

所述步骤（2）中加入的Bi(NO₃)₃·5H₂O与钛源的物质的量之比为1:1.5。

所述步骤（3）中加入的NaF与钛源的物质的量之比为1:10～1:30。

所述步骤（4）中，所得的悬浮液的pH值为8.5～10.5，优选为9.0～9.5，且在持续1h搅拌下，pH值保持不变。

采用自动物理吸附仪对制得的Bi₃Ti₂O₈F光催化剂/吸附剂样品的进行比表面积测定，结果如图1所示，从图1的数据中可以看出制得样品具有较大的比表面积，含有大量介孔，对有机污染物具有很强的吸附能力，其对RhB的吸附能力大约是P25的100倍。

采用X射线衍射仪对样品的物相结构和结晶性能进行分析，分析结果如图2所示，从图2中可以看出，制备样品的XRD图谱峰位（图2上部的连续曲线）与物相Bi₃Ti₂O₈F的标准衍射图谱（图2下侧的分立垂线）完全重合，峰强基本重合，部分峰强差异源于晶体的择优生长。因此制备的样品属于四方结构的Bi₃Ti₂O₈F，衍射峰明锐说明样品结晶性良好，无杂峰，说明样品的纯度高。