[发明专利]一种Bi4O5BrxI2-x固溶体光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种Bi₄O₅Br_xI_2‑x固溶体光催化剂的制备方法，属于光催化领域。本发明的方法为：在一定比例的混合溶剂中，通过调控溴化物和碘化物的摩尔比，采用一步溶剂热法得到了一系列不同比例的Bi₄O₅Br_xI_2‑x固溶体光催化材料，且表现出优异的可见光催化有机污染物活性。制备步骤为：以聚乙二醇和去离子水为溶剂，以硝酸铋、溴化物和碘化物为原料，并用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值，控制卤素的投入量，通过简单的一步水热法得到富铋Bi₄O₅Br_xI_2‑x固溶体光催化剂。该方法工艺简单，避免了多步合成方法的冗杂，成本低廉，所制备的Bi₄O₅Br_xI_2‑x固溶体光催化剂具有较高的可见光催化活性。

技术领域

本发明涉及一种Bi₄O₅Br_xI_2-x固溶体光催化剂的制备方法，属于光催化领域。

背景技术

由于人们过于追求经济发展速度而不具有强烈的环保意识因此导致不可再生能源的大量消耗和环境污染。太阳能作为一种绿色无污染可持续的能源，在现今这个资源相对匮乏的大背景下占领着重要的地位。光催化技术由于其可以将自然光和人工照明转化为可为人们所利用的化学能，也可以在光照条件下将被污染的水中的有机物分解成水和二氧化碳等无机小分子从而对污染物进行降解，因而引起人们的广泛关注。

光催化剂BiOX因其特殊的层状结构，在光催化领域受到广泛关注。然而BiOX光催化材料对可见光的吸收有限，光生电子-空穴容易再结合，导致光催化效率较低。BiOX的导带(CB)底主要由Bi 6p轨道组成，因此提高Bi含量可以使得CB边缘升高并降低带隙能量(Eg)，从而增强对可见高光的吸收；固溶体策略能够较精确调控带隙和带边位置，还可以调控载流子的分离和迁移性质，从而改善材料的光催化性能。富铋和固溶体策略相结合，既使带隙变窄，增强了光催化材料对可见光的吸收，同时又使价带位置升高，提高了光氧化能力。但目前已报道的关于Bi₄O₅Br_xI_2-x固溶体的合成方法较为复杂，多采用两步或多步法合成。其中，两步法大部分采用溶剂热或水热的方法先制备Bi₄O₅Br_xI_2-x前驱体，然后再通过水解的方法得到纯相Bi₄O₅Br_xI_2-x固溶体，该法的缺点在于形成的前驱体结构和成份难以确定，这将造成最终Bi₄O₅Br_xI_2-x中Br与I的含量难以控制。

因此，需要寻找一种更简单、高效的合成方法来制备Bi₄O₅Br_xI_2-x固溶体。

发明内容

针对目前制备Bi₄O₅Br_xI_2-x固溶体的方法的步骤复杂的问题，本发明要解决的技术问题是简化制备Bi₄O₅Br_xI_2-x固溶体的工艺步骤并获得固溶体纯相。