[发明专利]一种超薄Bi4

说明书

本发明公开了一种超薄Bi₄O₅Br₂/Bi₂O₂CO₃可见光催化剂及其制备方法与应用。该超薄Bi₄O₅Br₂/Bi₂O₂CO₃可见光催化剂通过简易的室温共结晶法制备，包括如下制备步骤：(1)在水中加入氨水，搅拌，得到溶液A；(2)将一定量的溴化钾或溴化钠加入到上述溶液A，搅拌一段时间，得到溶液B；(3)将铋盐溶于稀醋酸溶液，并逐滴加入溶液B中，搅拌过夜，得到悬浊液C；(4)悬浊液C经离心、水洗、干燥后即可得到所述可见光催化剂。本发明在中性室温可见光照条件下对难降解有毒有害有机污染物就具有很高的去除效率及光稳定性，且具有很好的固液分离效果。

技术领域

本发明属于水处理功能材料领域，具体涉及一种超薄Bi₄O₅Br₂/Bi₂O₂CO₃可见光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

新兴有机污染物在全球水资源中频繁检出，并且已经证实其对生态和人类健康具有潜在危害，因此引起了全球的关注。目前已经在研究或讨论的有860种新兴有机污染物，包括医药和个人护理品、农药、内分泌干扰物等。由于新兴有机污染物的多样性和低浓度水平，其有效去除需要联合的水处理过程，包括传统的二级活性污泥法和三级处理如高级氧化过程、膜分离和吸附过程。工程纳米材料可以促进多种水处理功能的复合，并且可以同时去除水中不同污染物，因此具有绝对的竞争优势。这对于简化处理流程、减少碳足迹和增强处理效率非常重要。获得活性位点的高暴露是催化效率提高的关键。超薄二维纳米材料由于尺寸效应和大量活性位点的暴露能够极大地增加催化过程的效率。

卤氧铋是一种研究较多的可见光催化剂，由于其杂化的价带能够增强光生空穴的可移动性，并且相比氧化物半导体更利于氧化反应，因此具有应用于水处理氧化有机污染物的前景。为了提高其催化活性及稳定性，近年来，通过增加Bi:X比的富铋技术得到发展。已报道的富铋卤氧铋中，Bi₄O₅Br₂因其有效的可见光吸收和结构稳定性已经被广泛的研究用于催化和能源转化。然而，目前Bi₄O₅Br₂的制备通常需要高温高压条件下水热或溶剂热法，或者步骤繁杂的水解法，因而为了降低制备成本，寻求简易的制备方法势在必行。另外，为了实现二维纳米片的可循环利用，常规的构建方法即通过物理复合载体组分固定活性纳米片的方法，通常导致活性组分的聚集和活性衰减。为了进一步提高Bi₄O₅Br₂的催化活性，同时避免其对水安全产生负效应，研制易于循环利用的高活性二维Bi₄O₅Br₂纳米片至关重要。

发明内容