[发明专利]一种三元复合可见光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三元复合可见光催化剂，其特征在于：所述催化剂是由Ag、AgI及Bi₂₄O₃₁Cl₁₀组成，控制光照之前的AgI的质量占总体复合光催化剂材料的百分质量为1％-30％，制备出的材料具有良好的光催化活性。

2.如权利要求1所述的三元复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

(1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O在加热磁力搅拌下完全溶于丙三醇中，将十六烷基三甲基氯化铵CTAC在加热磁力搅拌下完全分散于丙三醇中，然后将分散好的CTAC溶液缓慢滴加到Bi(NO₃)₃·5H₂O溶液中，在加热条件下磁力搅拌直至溶液与悬浮液混合均匀；分散好的悬浮液转移到水热反应釜中，放于烘箱中恒温反应，得到的黑色沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，得到分子前驱体；称取分子前驱体于陶瓷坩埚中，在马弗炉内煅烧，取出冷却再用去离子水洗涤，然后干燥得到Bi₂₄O₃₁Cl₁₀粉末光催化剂；

(2)称取Bi₂₄O₃₁Cl₁₀粉末加入到含去离子水的烧杯中，超声分散均匀，在磁力搅拌条件下缓慢滴加一定质量分数的AgI换算而来的KI水溶液，搅拌1h后滴加相应量的AgNO₃水溶液，继续搅拌1h；去离子水洗涤离心，干燥得淡黄色AgI/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀二元复合物；

(3)将制得的AgI/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀二元复合物重新分散于去离子水中，置于可见光下照射，并持续搅拌；光照之后的沉淀物经过去离子水洗涤干燥，得到灰绿色Ag/AgI/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀三元复合可见光催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中添加的Bi(NO₃)₃·5H₂O和CTAC均为4mmol，丙三醇均为40mL，所用水热反应釜为100mL聚四氟乙烯内衬；称取的分子前驱体为0.1-0.3g。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中烘箱反应恒温温度为160℃，反应时间为16-18h；马弗炉中反应温度为550-700℃，反应时间为2.5-4h，煅烧制备得到的Bi₂₄O₃₁Cl₁₀光催化剂粉末为浅黄色。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中称取的浅黄色Bi₂₄O₃₁Cl₁₀粉末为0.2-0.4g，分散粉末的去离子水用量为40mL，滴加的KI与AgNO₃的量满足生成的AgI占AgI/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀二元复合物的总质量的4％、8％、15％、25％。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中使用的可见光为300W氙灯照射，经400nm紫外截止滤波片透过的光；持续搅拌时间为2-4h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，干燥温度为60-80℃，干燥时间为8-12h。

8.一种如权利要求1-7任一权利要求所述方法制备得到的三元复合可见光催化剂。

9.一种利用如权利要求7所述的三元复合可见光催化剂在可见光下处理油田压裂返排废液中的有机硼组分，其特征在于，将制备的光催化剂投加到有机硼水溶液中，在300W带有400nm紫外截止滤波片可见光下催化降解；投加的Ag/AgI/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀三元复合可见光催化剂的量为100mg，有机硼水溶液的用量为100mL、浓度为500mg/L。