[发明专利]Bi1-x-yErxYbyOBr/BiOCl上转换光催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到光催化剂的无机合成领域，尤其是涉及一种硫化镉/石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

随着工业的发展，环境问题已经成为人类所面临的重大问题。如何高效、绿色地解决水污染问题成为目前的研究热点。其中，以二氧化钛为代表的半导体材料具有光催化活性高、稳定性好、成本低等优点，成为光催化领域的研究热点，可广泛应用于污水处理和空气净化。但是，这些材料由于禁带宽度大（>3.0eV），只有利用太阳光中的紫外光；而紫外光大约只占太阳光总能量4％，大部分的太阳光能量都分布在可见光区（约48％）和近红外光区（约44％），所以将光催化材料的响应波长扩散至红外乐队的范围是目前光催化研究领域的热点之一，也是其走向实际应用的关键。

目前，报道的用各种方法，如离子掺杂、贵金属沉积、染料敏化等，修饰和改性的二氧化钛的吸收波长已经达到了500nm左右；但仍不能将响应波长扩散至红外光区域。为了获得红外光响应的光催化材料，最多的做法是将稀土掺杂的具有上转换性能的材料与可见光响应的光催化材料复合得到，即利用上转换性能的材料，把红外光转换为短波长的可见光，进一步得到的可见光再激发与之复合的可见光响应的光催化材料，从而实现红外光催化的目的。如，上海交通大学朱南文等在中国发明专利（ZL201310044148.0）中描述的了一种Yb³⁺-Er³⁺-Tm³⁺掺杂CaF₂基质负载Cr³⁺-Bi₂WO₆上转换光催化材料的制备方法，该方法是采用水热法先制备出Yb³⁺-Er³⁺-Tm³⁺掺杂CaF₂基质，然后再通过二次水热法将Cr³⁺-Bi₂WO₆负载到Yb³⁺-Er³⁺-Tm³⁺掺杂CaF₂基质上，最终获得上转换光催化材料。中国发明专利（ZL201010586791.2）也报导了公开了一种上转换发光材料改性的光催化剂及其制备方法，方法也是首先采用水热法制备上转换发光材料，然后将纳米TiO₂通过物理吸附负载至上转换发光材料表面。

但是，这些材料均需要长时间的水热处理，制备时需要高压水热釜，水热制备时间长，过程复杂，不适于大规模生产。

发明内容

针对现有问题，本发明提供了一种Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上转换光催化材料及其制备方法。该材料不仅可以强烈吸收980nm左右的红外光，将其转为短波长光，从而有效降解水中有机污染物，还可以有效吸收可见光中长波长的光，所以，该Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上转换光催化材料具有优异的红外光光催化性能；所述制备方法不需要复杂的设备，操作简单快速。

本发明提供了一种Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上转换光催化材料及其制备方法。所得Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上转换光催化材料具有优异的红外光催化性能，在污水处理等领域有着广阔应用前景；该制备方法具有温度低、过程简单、易于操作、可用于大批量生产等优点。

本发明的技术方案是：一种Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上转换光催化材料，0.01≤x≤0.03，0.05≤y≤0.2。

所述的Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr/BiOCl上转换光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照化学计量比称取硝酸铋、硝酸镱、硝酸铒，加入适量去离子水中，搅拌得到混合液；

（2）称取溴化铵和尿素加入上述混合液；

（3）将该混合液加热蒸发至胶状，继续加热至燃烧并伴随着大量气体放出，得到Bi_1-x-yEr_xYb_yOBr粉体；