[发明专利]Ag/PbBiO2

说明书

本发明涉及光催化分解有机污染物处理技术，尤其涉及Ag/PbBiO₂Cl纳米片复合光催化剂及制备方法，该催化剂将Ag纳米颗粒沉积在PbBiO₂Cl纳米片表面，该制备方法为：水热合成法制备PbBiO₂Cl纳米片；利用光还原法将Ag纳米颗粒沉积在PbBiO₂Cl纳米片表面。本发明将Ag纳米颗粒与PbBiO₂Cl纳米片复合，Ag作为光生电子的载体，能够有效提高光生电子空穴分离效率，从而提高PbBiO₂Cl纳米片的光催化效率。当Ag的浓度为0.5wt%时，其光催化降解有机物甲基橙性能最佳，是纯PbBiO₂Cl纳米片光催化性能的3.6倍。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种用于光催化分解有机污染物的Ag/PbBiO₂Cl纳米片复合光催化剂及制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，环境污染越来越严重。光催化分解有机污染物，是一种利用太阳能的绿色技术。铋系半导体氧化物，由于其结构的丰富性、合适的价带和导带位置，满足有机物分解的潜在要求。其中，PbBiO₂Cl的带隙为2.45 eV，能够充分吸收可见光。此外，PbBiO₂Cl的[BiPbO₂] 和 [Cl] 层间形成的内电场利于电子的转移。因此，PbBiO₂Cl有望成为一种高效率的可见光光催化剂。

另一方面，光生电子空穴容易复合。目前一些研究者利用石墨烯、金、银、铂等与半导体复合，能够有效降低电子-空穴复合率。其中，Ag是一种优异的导体，强的电子转移力，与半导体复合后，能够将半导体表面的电子转移到Ag表面。然而，助催化剂分布不够均匀及纳米颗粒团聚严重，影响了复合光催化剂的性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种成本较低、效率高的Ag/PbBiO₂Cl纳米片复合光催化剂及制备方法。

为达上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种Ag/PbBiO₂Cl纳米片复合光催化剂，包括有Ag纳米颗粒、PbBiO₂Cl纳米片、Ag纳米颗粒沉积在PbBiO₂Cl纳米片表面。

较佳地，所述的Ag纳米颗粒尺寸为25 nm。

较佳地，所述的PbBiO₂Cl纳米片厚度为10 nm。

较佳地，所述的Ag纳米颗粒的浓度为0.5 wt%。

一种Ag/PbBiO₂Cl纳米片复合光催化剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，利用水热合成法制备PbBiO₂Cl纳米片；

S2，利用光还原法将Ag纳米颗粒沉积在PbBiO₂Cl纳米片表面。

较佳地，所述步骤S2具体为：将S1中制备好的1 mmol PbBiO₂Cl纳米片超声分散在30 mL 去离子水中，一定比例的AgNO₃（Ag的含量为0.25、0.5 和 0.75 wt%）添加到上述悬浊液中，接着用500 W的氙灯照射3小时，随后将悬浊液离心，得到的粉体用去离子水和酒精清洗，最后在80 ℃烘干2小时。

本发明将Ag纳米颗粒与PbBiO₂Cl纳米片复合，Ag作为电子的转移体，能够有效分离电子空穴，提高PbBiO₂Cl纳米片的光催化效率。当Ag的浓度为0.5 wt%时，其光催化分解有机物性能最佳，是PbBiO₂Cl纳米片的3.6倍。Ag复合过程中，添加聚乙二醇利于助催化剂分布均匀及降低纳米颗粒团聚。