復合可見光催化劑的制備方法及應用
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領域，具體涉及一種分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法及應用。
【背景技術(shù)】
[0002]光催化是近年來國內(nèi)外最活躍的研宄領域之一，其基礎研宄尤其是應用開發(fā)研宄發(fā)展非常迅速。傳統(tǒng)的二氧化鈦等寬帶隙的光催化劑憑借其光催化活性高、氧化能力強、化學穩(wěn)定性好、無毒無二次污染等優(yōu)點受到人們廣泛的青睞。但是不可避免的存在一些缺點，如:納米T12光響應范圍窄，其光吸收范圍僅局限于紫外光區(qū)域；Ti02催化劑光生電子-空穴對復合機率較大，大大的降低了催化劑的反應活性。Bi2MoO6是一種典型的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Aurivillius化合物，具有較好的可見光吸收，其物相結(jié)構(gòu)、形貌、比表面積等對其光催化性能會產(chǎn)生顯著影響。分層級納米結(jié)構(gòu)由于其獨特的內(nèi)部空隙和大的表面積而吸引了廣泛的關(guān)注。B1I，具有獨特層狀結(jié)構(gòu)的鉍系化合物，具有窄帶隙(1.7 ~ 1.85 eV)，可以吸收大部分可見光，是一種極具開發(fā)前景的光催化劑。于是我們通過溶劑熱-沉積的方法制備了具有分級結(jié)構(gòu)的Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑材料。該催化劑具有較寬的光響應范圍，對水中污染物有良好的去除效果。
[0003]本發(fā)明中所制備的分級結(jié)構(gòu)的8101/^12]?006復合可見光催化劑的合成方法簡單，條件溫和，能夠同時在可見光下降解內(nèi)分泌干擾物雙酚A和染料亞甲基藍MB ;該催化劑可解決Bi2MoO6和B1I作為典型鉍系化合物雖具有較好可見光吸收，但電子/空穴分離效率較低的缺陷。本發(fā)明工藝簡單，操作簡便，反應溫和，能源消耗低，無有害廢棄物產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對技術(shù)背景中存在的問題，提供一種分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法及應用。通過溶劑熱-沉積法制備了具有分級結(jié)構(gòu)的B1I/81^006復合可見光催化劑材料，解決現(xiàn)有技術(shù)中光催化劑雖可見光響應范圍較好，但電子/空穴分離效率較低的問題。通過對內(nèi)分泌干擾雙酚A和染料污染物亞甲基藍MB的降解考察了催化劑的催化活性。該制備方法簡單易行、不需要復雜昂貴的設備、合成條件溫和，具有一定的普適性。
[0005]本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案實施的，具體按照以下步驟實施:
一種分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法及，其特征在于，按照以下步驟實施。
[0006](I) Bi2MoO6微球的制備
采用溶劑熱法合成祀^006微球，稱量0.485 ~ 1.455克Bi(NO3)3AH2O加入10 ~ 30mL乙二醇溶液中，超聲分散，使其完全溶解為透明溶液；將40 ~ 60 mL無水乙醇緩慢加入到透明溶液中，磁力攪拌，加入0.0618 ~ 0.1854克(NH4)6Mo7O24.4H20，磁力攪拌使其完全溶解；將其移到100 mL高壓反應釜中，于140 ~ 180 °C下反應10 ~ 16 h ;待高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用乙醇和去離子水分別洗滌3次，將產(chǎn)物置于60 ~ 80 °〇烘箱中，烘干4 ~ 6 h。
[0007](2)分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備
采用化學沉淀的方法制備分級結(jié)的Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑，控制B1I與Bi2MoO6—定的質(zhì)量比條件下，將Bi (NO 3)3.5H20和KI溶解于20 mL乙二醇中，得到澄清的溶液A ;將Bi2MoOf^j球超聲分散到100 mL去離子水中，得到均勻溶液B ;在磁力攪拌下，將溶液A緩慢滴加入溶液B中，所得混合溶液于室溫下攪拌60分鐘，再將其放入油浴鍋中，80~100°C油浴回流2 ~ 4 h;取出樣品，用去離子水和無水乙醇洗滌3次，將產(chǎn)物置于烘箱中，在60° C下烘干。
[0008]上述所述一種分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法，(2)中所述B1I與Bi2MoO6的一定的質(zhì)量比為0.1 ~ 0.5: I。
[0009](3)分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑用于廢水中內(nèi)分泌干擾物雙酚A和染料污染物亞甲基藍MB的可見光催化降解，其光催化活性測試方法為:以300W氙燈作為光源，輔以可見光帶通濾光片；將污染物廢水加入到自制恒溫反應器中，然后加入分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑，暗吸附達到平衡，光照過程中間隔一定時間取樣，離心分離后取上層清液在紫外-可見分光光度計上測定吸光度，計算降解效率，并與單一 B1I或Bi2MoO6催化劑的降解效率比較。
[0010]所述可見光采用氙燈照射，其波長范圍為420 ~ 760 nm ;所述的雙酚A的濃度為10 mg/L，亞甲基藍MB的濃度為20 mg/L ;所述的分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的用量為I g/L。
[0011]本發(fā)明的效果和益處是:
1.本發(fā)明制備工藝操作簡便，無需復雜的合成設備，大大降低了制備成本；
2.本發(fā)明制備的分級結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑，具有優(yōu)異的可見光催化降解活性，在相同實驗條件下，與單一的B1I或Bi2MoO6光催化劑比較，其對雙酚A和亞甲基藍MB的降解效率提高了 I ~ 2.5倍和2 ~ 7倍。
[0012]3.本發(fā)明的具有可見光響應的復合可見光催化劑可用于廢水、地表水、飲用水中的內(nèi)分泌干擾物的光催化去除。
【附圖說明】
[0013]圖1分級結(jié)構(gòu)8101/^^006復合可見光催化劑的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0015]實施例1 Bi2MoOj^t的制備
采用溶劑熱法合成Bi2MoOf^球，稱量0.485克Bi (NO 3) 3.5Η20加入10 mL乙二醇溶液中，超聲分散，使其完全溶解為透明溶液；將60 mL無水乙醇緩慢加入到透明溶液中，磁力攪拌，加入0.0618克(NH4) 6Μο7024.4H20，磁力攪拌使其完全溶解；將其移到100 mL高壓反應釜中，于HO °C下反應16 h;待高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用乙醇和去離子水分別洗滌3次，將產(chǎn)物置于60 °C烘箱中，烘干6 ho
[0016]實施例2 Bi2MoOj^t的制備
采用溶劑熱法合成Bi2MoOf^球，稱量0.97克Bi (NO 3) 3.5H20加入20 mL乙二醇溶液中，超聲分散，使其完全溶解為透明溶液；將50 mL無水乙醇緩慢加入到透明溶液中，磁力攪拌，加入0.1236克(NH4)6Mo7O24.4H20，磁力攪拌使其完全溶解；將其移到100 mL高壓反應釜中，于160 °C下反應12 h;待高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用乙醇和去離子水分別洗滌3次，將產(chǎn)物置于70 °C烘箱中，烘干5 ho
[0017]實施例3 Bi2MoOj^t的制備
采用溶劑熱法合成Bi2MoOf^球，稱量1.455克Bi (NO 3) 3.5Η20加入30 mL乙二醇溶液中，超聲分散，使其完全溶解為透明溶液；將40 mL無水乙醇緩慢加入到透明溶液中，磁力攪拌，加入0.1854克(NH4)6Mo7O24.4H20，磁力攪拌使其完全溶解；將其移到100 mL高壓反應釜中，于180 °C下反應10 h;待高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用