[发明专利]一种Bi24

说明书

本发明提供了一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl‑LDH复合光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化剂和环境材料制备技术领域；在本发明中，首先通过溶剂热法制备出二维MgAl‑LDH，然后利用原位生长技术，在MgAl‑LDH表面生长Bi₂₄O₃₁Br₁₀制备出Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl‑LDH复合光催化剂；所述Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl‑LDH复合光催化剂为二维/二维结构，其能够用于光催化还原CO₂。

技术领域

本发明属于光催化剂和环境材料制备技术领域，具体涉及一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl-LDH复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

现阶段，化石能源依然是主要的能源结构，但是化石能源的持续消耗将加快能源危机的扩展趋势，同时化石能源造成的CO₂排放会导致温室效应。因此，寻找绿色、安全、可行的CO₂能源化转换技术将其催化转化为具有高附加值的碳氢能源从而缓解温室效应与能源压力具有重要的战略意义。

目前，将CO₂进行能源化转换的方法有多种，其中以太阳能为驱动力的光催化还原CO₂技术，通过光催化反应模拟绿色植物光合作用，将CO₂转化为碳氢燃料，实现CO₂的能源化转化与利用，这一过程具有反应条件温和、对环境友好、无二次污染等优点，是一种理想的减排以及能源化转化技术，将为日益严重的能源短缺和温室效应等难题提供行之有效的解决方案。

Bi₂₄O₃₁Br₁₀作为选择性分层催化剂(层片为带正电荷的[Bi_xO_y]阳离子层和带负电荷的[Br_z]阴离子层)，是目前最为重要的无机类石墨烯光催化剂之一。由于铋氧层内铋和氧的共价键作用与X原子层之间范德华力的差别，导致铋氧层和X层之间电荷分布不均匀，从而诱导出层间内电场，能够有效促进电荷的分离和传输，进而增强光催化活性。但是，Bi₂₄O₃₁Br₁₀同样具有半导体光催化剂的共性问题，即光生载流子分离后易复合以及迁移到表面的光生载流子无法有效的参与催化反应，严重地抑制了其光催化活性。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl-LDH复合光催化剂及其制备方法和应用。在本发明中，首先通过溶剂热法制备出二维MgAl-LDH，然后利用原位生长技术，在MgAl-LDH表面生长Bi₂₄O₃₁Br₁₀制备出Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl-LDH复合光催化剂；所述Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl-LDH复合光催化剂能够用于光催化还原CO₂。

本发明中首先提供了一种Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl-LDH复合光催化剂，所述Bi₂₄O₃₁Br₁₀/MgAl-LDH复合光催化剂为二维/二维结构，所述复合光催化剂是通过原位生长的方式将二维长方形片状结构的Bi₂₄O₃₁Br₁₀生长在二维六边形片状结构MgAl-LDH表面。