[发明专利]一种纳米复合催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种纳米复合催化剂，其特征在于：所述纳米复合催化剂由Cu₂O和Bi₅O₇I组成，所述Cu₂O负载在Bi₅O₇I的表面；

所述纳米复合催化剂的制备方法包括如下步骤：

步骤一：Bi₅O₇I复合物的制备：

(1)将五水合硝酸铋溶于去离子水中搅拌形成清澈的溶液，后加入碘化钾形成红色的沉淀；

(2)将形成的沉淀及溶液转移到高压反应釜中，在130～160℃下保持20～24h；

(3)将(2)形成的红色沉淀，清洗并干燥，获得BiOI纳米材料；

(4)将BiOI纳米材料加热到400～500℃并保温1-10小时，得到纳米Bi₅O₇I催化剂；

步骤二，在10-35℃下，将二水合醋酸铜溶于去离子水中，搅拌并超声处理；

步骤三：在步骤二的溶液中加入步骤一制得的Bi₅O₇I，后调节pH值至11-14下搅拌；

步骤四：加入葡萄糖溶液反应至变成红褐色的溶液；

步骤五：所得到的反应复合物冷却至室温，离心分离得到沉淀固体；

步骤六：将步骤五中分离出来的固体用清洗，再在真空烘箱中干燥，制得Cu₂O/Bi₅O₇I异质结复合纳米材料。

2.根据权利要求1所述的纳米复合催化剂，其特征在于：所述纳米复合催化剂中，Cu₂O的质量百分比为10％-30％。

3.一种权利要求1或2所述的纳米复合催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一：Bi₅O₇I复合物的制备：

(1)将五水合硝酸铋溶于去离子水中搅拌形成清澈的溶液，后加入碘化钾形成红色的沉淀；

(2)将形成的沉淀及溶液转移到高压反应釜中，在130～160℃下保持20～24h；

(3)将(2)形成的红色沉淀，清洗并干燥，获得BiOI纳米材料；

(4)将BiOI纳米材料加热到400～500℃并保温1-10小时，得到纳米Bi₅O₇I催化剂；

步骤二，在10-35℃下，将二水合醋酸铜溶于去离子水中，搅拌并超声处理；

步骤三：在步骤二的溶液中加入步骤一制得的Bi₅O₇I，后调节pH值至11-14下搅拌；

步骤四：加入葡萄糖溶液反应至变成红褐色的溶液；

步骤五：所得到的反应复合物冷却至室温，离心分离得到沉淀固体；

步骤六：将步骤五中分离出来的固体用清洗，再在真空烘箱中干燥，制得Cu₂O/Bi₅O₇I异质结复合纳米材料。

4.根据权利要求3所述的纳米复合催化剂的制备方法，其特征在于：

五水合硝酸铋和碘化钾的摩尔比为1-10:1-10；

二水合醋酸铜、Bi₅O₇I和葡萄糖的摩尔比为1:0.1-10:0.1-2。

5.根据权利要求3所述的纳米复合催化剂的制备方法，其特征在于：Cu₂O的质量百分比为 25％。

6.一种权利要求1或2的纳米复合催化剂在降解罗丹明-B中的应用，其特征在于：纳米复合催化剂中Bi₅O₇I和Cu₂O形成异质结；有利于电子和空穴的分离应用，该异质结催化剂在可见光下降解有机染料废水。

7.根据权利要求6所述的纳米复合催化剂的应用，其特征在于：室温条件下，将0.5g的催化剂加入到20mg/L，100ml的罗丹明B溶液中，光源为500W紫外可见灯，光源距反应液面20cm，反应时间60min，光催化降解效率达到95.5％以上。