[发明专利]碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂及其制备方法和应用，该复合光催化剂以溴氧化铋为载体，溴氧化铋上修饰有碘化银纳米粒。其制备方法包括以下步骤：将溴氧化铋分散在水中，加入硝酸银溶液和碘化钾进行共沉淀反应，得到碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂。本发明复合光催化剂具有绿色环保、光生电子‑空穴分离效率高、光吸收效率高、光催化氧化还原能力强、光催化性能稳定性好、重复利用性好等优点，其制备方法具有制备工艺简单、操作条件易控、原料简单易得、制备成本较低等优点。本发明复合光催化剂可用于降解抗生素废水，具有应用方法简单、降解效率高、重复利用性好的优点，有着很好的实际应用前景。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，涉及一种溴氧化铋复合光催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术由于其低成本、无污染和效率高等优点，在能源储存、转化和环境保护方面具有广阔的应用前景。

溴氧化铋（BiOBr）是一种具有可见光响应的光催化材料，因其具有合适的带隙、相对较高的光稳定性、独特的晶体结构和绿色无毒等特性，被广泛地应用光催化领域，如光催化水裂解、选择性光有机合成以及空气或水中有机污染物的净化等方面。然而，溴氧化铋存在吸光效率低、光生载流子分离能力较弱、导带位置低、光催化活性差、光催化性能稳定性差等缺点，不利于光催化剂的光能转化、高效降解水中污染物和循环利用，从而限制了此材料的应用。

近年来，为改善溴氧化铋形貌并提高其光催化性能，科研工作者采用不同的方法对溴氧化铋进行改性，传统改性方法主要包括离子掺杂、碳材料修饰表面和贵金属沉积等。然而这些传统改性方法通常无法提高溴氧化铋导带位置，由于较低的导带位置导致溴氧化铋光催化剂的光生电子无法将氧气（O₂）转变为超氧自由基（·O₂^-），从而严重限制了改性后溴氧化铋光催化剂的光催化性能。因此，如何全面改善溴氧化铋光生电子-空穴对复合速率快、吸光效率低、导带位置低、光催化活性差、光催化性能稳定性差等问题是本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种绿色环保、光生电子-空穴分离效率高、吸光效率高、光催化氧化还原能力强、光催化性能稳定性好的碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂，还提供了一种制备工艺简单、原料成本低、操作条件易控的碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂的制备方法，以及该碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂在降解抗生素废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂，所述碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂以溴氧化铋为载体，所述溴氧化铋上修饰有碘化银纳米粒。

上述的碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂中，进一步改进的，所述碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂中碘化银纳米粒的质量分数为9.09%～23.08%。

上述的碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂中，进一步改进的，所述碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂为球状材料；所述碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂的直径为2μm～4μm；所述溴氧化铋由溴氧化铋纳米片构成，呈球状结构；所述碘化银纳米粒的直径为200nm～400nm。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：将溴氧化铋分散在水中，加入硝酸银溶液和碘化钾进行共沉淀反应，得到碘化银纳米粒修饰溴氧化铋复合光催化剂。

上述的制备方法中，进一步改进的，步骤S1中，所述溴氧化铋的制备方法包括以下步骤：

（1）将硝酸铋与2-甲氧基乙醇混合，搅拌，得到硝酸铋溶液；将溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑与2-甲氧基乙醇混合，搅拌，得到溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑溶液；