[发明专利]一种具有可见光响应的rGO/黑色氯氧化铋-铋-三氧化二铋异质结光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有可见光响应的rGO/黑色氯氧化铋‑铋‑三氧化二铋异质结光催化剂的制备方法，方法包括1)将氯源在GO溶液中充分溶解，形成前驱体溶液，后再将铋源溶于此前驱体溶液中，用氨水调节PH，得到灰白色固体产物，将此产物用去离子水洗涤为中性，60℃下干燥，得BiOCl/GO复合物；2)取BiOCl/GO复合物3.0g溶于150ml去离子水中，待混匀后加入过量还原铁粉，一段时间后加入20ml盐酸，室温下持续搅拌8h，反应完全后先将剩余Fe粉除去，再将所得产物用去离子水洗涤为中性，80℃下干燥，得rGO/黑色氯氧化铋‑铋‑三氧化二铋异质结光催化剂。本发明制备的光催化剂化学性质稳定、禁带宽度窄、有较强光吸收、较好光催化降解有机污染物能力，以及较高再生能力。

技术领域

本发明涉及催化剂制备方法技术领域，具体涉及一种具有可见光响应的rGO/黑色氯氧化铋-铋-三氧化二铋异质结光催化剂的制备方法。

背景技术

当今，社会经济高速发展，随之而来的环境问题已是不容忽视，水污染作为环境污染的主要方面之一，受到各界广大的关注，而工业废水的排放则是水污染的主要原因。长期饮用受污染的水会对人体健康构成较大潜在风险，甚至会致癌，致畸和致突变，因此，迫切需要环境工作者开发一些高效的技术来处理实际工业废水，使其达到国家所规定的排放标准。

半导体光催化作为一种很有前景的高级氧化技术，具有反应条件温和、制备工艺简便、能耗低、反应速度快等优点，可高效降解多种有机污染物，甚至还可将其转化为CO₂、H₂O 等无机小分子物质。因此，利用光催化技术处理工业废水对缓和环境问题、维护生态平衡、实现可持续发展具有重大意义。

传统的光催化剂如TiO₂和ZnO具有宽带隙，只在紫外(UV)区域有活性，光生电子和空穴的复合速率快，量子效率低，限制了它们在废水处理中的实际应用；而后研发的BiOCl光催化剂因其独特的光学和电学性质，无毒性，高耐腐蚀性，以及比TiO₂在降解有机物中更高的紫外光光催化活性而受到极大的关注。但是与TiO₂类似，BiOCl具有3.4eV的宽带隙，仅用紫外光活化，导致可见光光催化活性差。

基于BiOCl纳米粒子带隙能较大仅对紫外光响应的缺点，我们采用表面缺陷改进的方法，同时引进与其带隙结构匹配的Bi₂O₃及还原石墨烯去改善其光催化性能。所得的产物具有良好的光敏性、稳定性和抗氧化性，且可见光响应强、重复利用性好，在光催化降解实际工业废水中的有机物质、光解水、光电转换等方面有着显著的效果。

目前，研究人员通过Fe粉还原合成出了黑色BiOCl，也利用Fe粉将氧化石墨烯还原制得还原石墨烯，但是依旧存在对可见光响应差等问题。本发明涉及一种具有可见光响应的石墨烯/blackBiOCl-Bi-Bi₂O₃异质结光催化剂的制备方法，该光催化剂具有高稳定性、高吸附性、高重复利用性等优点，在可见光下具有较好的光催化性能。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种具有可见光响应的rGO/黑色氯氧化铋-铋-三氧化二铋异质结光催化剂的制备，制备出来的光催化剂的化学性质稳定、禁带宽度窄、具有较强的光吸收、较好的光催化降解有机污染物的能力，并具有着较高的再生能力。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种具有可见光响应的rGO/黑色氯氧化铋 -铋-三氧化二铋异质结光催化剂的制备，所述制备方法包括以下步骤，

1)将氯源在GO溶液中充分溶解，形成前驱体溶液，然后再将铋源完全溶解于此前驱体溶液中，用氨水溶液调节PH，在室温下持续搅拌一段时间，最终得到灰白色固体产物，将灰白色固体产物用去离子水洗涤为中性，然后在60℃下干燥，得BiOCl/GO复合物；