[发明专利]一种卤氧化铋/碳化钛光催化复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种卤氧化铋/碳化钛光催化复合材料及其制备方法，所述光催化复合材料是Ti₃C₂分布在BiOCl_xI_1‑x花状微球周围，其中Ti₃C₂呈二维层状结构，BiOCl_xI_1‑x是由纳米片自组装而成的花状微球结构。本发明的BiOCl_xI_1‑x/Ti₃C₂光催化复合材料能够作为一种有潜力的催化剂，在可见光照射下有效地还原二氧化碳和重金属离子，降解有机苯系和抗生素等有机污染物。本发明的制备方法简单，操作方便，成本低廉，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种卤氧化铋/碳化钛光催 化复合材料及其制备方法。

背景技术

解决能源短缺和环境污染问题是我国实现可持续发展、提高人民 生活质量和保障国家安全的迫切需要。以新兴能源技术为代表的新一 轮科技革命和产业变革正在兴起，并将持续改变世界能源格局。

太阳能总量巨大，分布广泛，无需运输且用之不竭，是最重要的 可再生清洁能源。太阳能半导体光催化技术被公认为是同时解决环境 和能源问题的有效途径之一，具有能耗低、操作简单、反应条件温和、 降解彻底、无毒、可循环使用、无二次污染等优点，备受关注。铋基 半导体(Bi₂O₃,Bi₂WO₆,BiVO₄,Bi₂O₂CO₃)等具有合适的禁带宽度、良 好的化学稳定性、独特的层状结构和优异的光学性质等诸多优点，是 理想的光催化材料，引起研究者重视。卤氧化铋(BiOX(X＝Cl,Br,I)) 具有四方晶形结构，是由[Bi₂O₂]²⁺片层与两X^-层卤素元素交替排列形 成的层状结构，这种结构有利于光生载流子快速分离。尤其是，BiOI 的禁带宽度最小(1.77～1.92eV)，具有很好的可见光吸收能力，良好的 导电、磁学、光学、荧光性能，被认为是高效可见光催化剂的选择之 一。专利(CN201810628880.5)公开了一种具有三维分级多孔结构的花 球状的BiOI光催化材料，具有比表面积大、提供的污染物吸附位点和反应位点多，具有很好的可见光响应性能。专利(CN201810087813.7) 公开了一种具有高效光催化性能的BiOCl纳米簇及其制备方法， BiOCl纳米簇由2-5纳米BiOCl纳米粒子堆积形成的具有大比表面积 与高催化活性的BiOCl纳米簇。但是，太阳能利用率低和光生载流子 分离困难关键科学问题，限制了该光催化剂的活性和实际应用。