[发明专利]一种花球状BiOCl/TCPP复合光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明属于光催化纳米复合材料的制备及其环境治理领域，涉及一种花球状BiOCl/TCPP复合光催化剂的制备方法及其应用；步骤为：将TCPP溶解于乙二醇中，超声搅拌后得到TCPP分散液；再加入Bi(NO₃)₃·5H₂O、PVP和[C₁₆Mim]Cl，得到悬浊液，搅拌后，转移至高压反应釜中进行反应，反应后冷却至室温，经过滤、去离子水和无水乙醇分别洗涤、真空干燥，得到花球状BiOCl/TCPP复合光催化剂；本发明方法简单易行，流程短，所用溶剂绿色可回收，对环境友好；制备的复合光催化剂具有更优异的可见光催化降解水体中有机污染物的性能，在水污染处理方面有较高的应用潜能。

技术领域

本发明属于光催化纳米复合材料的制备及其环境治理领域，具体涉及一种花球状BiOCl/TCPP复合光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着工业化进程的加快和人们生活水平的迅速提高，能源枯竭和大量工业废水和生活废水所导致的环境污染已成为人类面临的两大主要难题，严重阻碍了生态经济的绿色可持续发展。半导体光催化技术被认为是解决能源危机和处理环境污染问题的有效手段。通过将太阳能转化为洁净氢能的光解水技术将彻底解决化石能源枯竭所带来的危机，而光催化降解有毒有机污染物将成为解决水污染问题的一条经济可行的有效途径。然而，在半导体光催化技术中使用的多数光催化剂存在着能带间隙宽、光量子效率低等不足，仅仅在紫外光条件下才能显示出较好的光催化活性，这显然大大限制了其实际应用，因此，高活性光催化剂的开发是光催化研究领域的主要工作之一。

在新型光催化剂的开发中，氯氧化铋(BiOCl)纳米材料作为一种新型的铋基半导体材料由于其独特的光电性能及光催化特性受到人们的广泛关注。然而，光生载离子分离-传输效率低，光响应范围窄等不足导致BiOCl材料的光催化活性低，阻碍了该材料的大规模实际应用。科研工作者使用了许多方法来提高BiOCl的光催化效率，如形貌设计、元素掺杂、与半导体复合等。不同微观形貌的光催化剂比表面积不同，对催化剂与目标降解物的吸附接触、光生载流子的分离与复合有着重要关系，影响着光催化剂的光催化活性。此外，将BiOCl材料与其他半导体复合是扩宽光催化剂光响应范围，提高光催化活性的有效方法。

卟啉是叶绿素的主要成分，在绿色植物的光合作用中起着重要作用。受自然界的启发，卟啉化合物(如四羧基苯基卟啉(TCPP)等)在光催化制氢和污染物降解过程中被广泛用作有效的电子给体，促进光催化过程中的电荷转移。卟啉化合物在光催化降解污染物方面已有报道。如：Zhijie Zhang等人制备得到了纳米片状的CuTCPP/Bi₂WO₆复合光催化剂，该催化剂在可见光条件下对RhB显示出较好的光催化活性，但是CuTCPP/Bi₂WO₆复合光催化剂需要两步才能完成，过程较为繁琐。再如：Jing Zhang等人采用回流法制备得到了MTPP/g-C₃N₄复合光催化剂，制备过程中以四氢呋喃为反应溶剂，制得的复合光催化剂能够用于降解RhB。但是，制备过程中使用的四氢呋喃是有毒试剂，对环境不友好。到目前为止，卟啉化合物与BiOCl材料复合制备复合光催化剂降解抗生素类有机污染物的研究，国内外均无文献报道。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明旨在解决所述问题之一，提供一种花球状BiOCl/TCPP复合光催化剂的制备方法，可用于在可见光下高效催化降解水体中抗生素类有机污染物。

为了实现以上目的，本发明的具体步骤如下：