[发明专利]一种Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种Ag/BiOCl‑OVs复合光催化剂及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，按1：(0.05～0.3)的质量比，将暴露(001)晶面的BiOCl‑OVs粉体和Ag(NO₃)₃溶于去离子水中，得到混合体系；步骤2，将混合体系在光源下进行还原反应，得到反应液；步骤3，将反应液中的产物分离后干燥，得到Ag/BiOCl‑OVs复合光催化剂。本发明采用光照还原法将附着在氧空位上的Ag⁺还原为Ag，Ag的电子会转移至BiOCl，抬升BiOCl的费米能级，提高光生电子的还原的能力，使复合光催化剂可有效降解有机污染物罗丹明B。

技术领域

本发明属于半导体光催化功能材料领域，具体为一种Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于半导体光催化技术在缓解环境污染压力和能源短缺等方面具有潜在应用而受到广泛关注。

BiOCl是由铋氧层和氯原子层组成的层状结构，光生电子和空穴极易在受限的层状结构内形成激子，使得BiOCl中载流子分离不明显，光催化性能不理想。为了促进激子分离，可以在体系内引入氧空位，氧空位不但能够作为缺陷捕获激子，并且它会使得体系能量紊乱，而激子倾向于在能量紊乱区分离为自由电子和空穴。此外，BiOCl是一种宽带隙半导体，仅对紫外光响应。针对BiOCl可见光吸收弱，光生载流子不易分离等缺点，可以选择在表面负载贵金属对其改性。在众多的贵金属中，Ag是最经济且具有强表面等离子体共振效应(SPR)的贵金属。SPR可以分为两种，一种是横向表面等离子体共振效应(TSPR)，另一种是纵向表面等离子体共振效应(LSPR)。TSPR作为一种传播型的等离子共振效应，它可以使等离子体沿着金属表面传播数百微米；而LSPR可以降低半导体吸收入射光的厚度，缩短光生载流子到达反应位点的距离，因此，能有效分离光生电荷。除此以外，LSPR还能够增强半导体在可见光区的吸收。因此，在氧空位和Ag的TSPR、LSPR作用下，不但能增强BiOCl的可见光吸收，还能加速激子的解离，实现光生电荷的有效分离。

迄今为止，尽管在BiOCl表面负载Ag的相关报道很多，但报道中只提到Ag的LSPR，而未提TSPR，且现有技术中还没有将Ag沉积在BiOCl的氧空位上的报道。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂及其制备方法和应用，成本低，操作简单，提高光生电子的还原能力，使复合光催化剂可有效降解有机污染物。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤，

步骤1，按1：(0.05～0.3)的质量比，将暴露(001)晶面的BiOCl-OVs粉体和Ag(NO₃)₃溶于去离子水中，得到混合体系；

步骤2，将混合体系在光源下进行还原反应，得到反应液；

步骤3，将反应液中的产物分离后干燥，得到Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂。

优选的，步骤1中，所述的粉体和Ag(NO₃)₃加入到去离子水中后，室温搅拌30～35min后得到混合体系。

优选的，步骤2中所述还原反应的时间为2.5～3.5h。

优选的，步骤2中，所述的混合体系在XPA-3光化学反应仪中进行反应。

优选的，步骤3中，将反应液分别用去离子水和无水乙醇清洗3～5次，之后在70～90℃下干燥，得到Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂。

一种由上述任意一项所述的Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂的制备方法得到的Ag/BiOCl-OVs复合光催化剂。