一種BiOI?還原石墨烯復(fù)合光催化劑的制備方法及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及光催化材料領(lǐng)域，具體是一種運(yùn)用超臨界醇熱技術(shù)制備BiOI?還原石墨烯(RGO)可見光催化劑的方法及其在降解污染物和抑菌殺菌中的應(yīng)用。本發(fā)明以乙醇為還原劑通過超臨界醇熱過程簡(jiǎn)單快速制備出BiOI?RGO。本發(fā)明的制備方法所用原料簡(jiǎn)單易得、成本低，制備方法簡(jiǎn)便可行，避免了污染性副產(chǎn)物的產(chǎn)生并降低了成本，制備的BiOI?RGO可見光催化劑分散度好并展現(xiàn)出非常好的光催化活性，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性，可循環(huán)使用，具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種B i O1-還原石墨烯復(fù)合光催化劑的制備方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光催化材料領(lǐng)域，具體地說，是醇熱還原技術(shù)合成片狀B11-還原石墨烯(B11-RGO)復(fù)合可見光催化劑的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]利用半導(dǎo)體光催化劑如T12應(yīng)用于環(huán)境污染物治理已經(jīng)越來越引起人們的關(guān)注。但是，T12較寬的禁帶寬度使它只能被紫外光激發(fā)，而紫外光只占太陽光譜很小的部分(少于5%)，同時(shí)光生載流子快速?gòu)?fù)合也使得其量子效率非常低。如何獲得可充分利用太陽光，能在可見光譜范圍內(nèi)被激發(fā)，同時(shí)能光誘導(dǎo)載流子分離的可見光催化劑已經(jīng)作為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。
[0003]鹵氧化物B1X(X= Cl ,Br，I)屬于主族多金屬鹵氧化物由于其優(yōu)異的光催化性能已引起廣泛關(guān)注。B1X具有片層結(jié)構(gòu)，鹵素原子在[Bi2O2]層之間。由[Bi2O2]2+正電層和鹵素負(fù)電層形成的內(nèi)部電場(chǎng)可以誘導(dǎo)光生電子空穴的分離，從而可以提高光催化活性。在多種鹵氧化物中，B1I因禁帶寬度小(1.75eV)而在可見光區(qū)有較強(qiáng)的吸收。但是B1I光生載流子較易復(fù)合導(dǎo)致光催化效率下降。近期的研究表明，B1I與其它半導(dǎo)體復(fù)合如B1Cl/B11、Bi0Br/Bi01、Bi0I/Ti02、AgI/Bi0I等可有效進(jìn)一步擴(kuò)展光吸收范圍并提高光生載流子的分離效率，但是仍需進(jìn)一步拓展光吸收范圍并提高載流子分離效率。本發(fā)明所制備的B11-還原石墨烯(B11-RGO)可見光催化劑可有效解決這一問題。石墨烯作為新型碳材料，具有碳原子SP2雜化的單層蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)。因其高導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性及大表面積已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域引起研究者的關(guān)注。石墨烯作為良好的電子接收體可與半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合以提高量子效率和光催化活性。本發(fā)明中B1I與具有一定含氧官能團(tuán)的還原石墨烯(RGO)復(fù)合后，兩者結(jié)合牢固，禁帶寬度可減小至0.75eV且有效提高了污染物降解及殺菌抑菌的可見光催化活性。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102698775A公開了一種B11-石墨烯可見光催化劑及其制備方法，屬于無機(jī)材料合成和光催化技術(shù)領(lǐng)域。B1I和石墨烯均呈薄片狀，石墨烯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.0%-3.0%。首先將氧化石墨超聲分散在乙醇中；再在攪拌下加入一定量的碘化鈉或碘化鉀水溶液和硝酸鉍的冰醋酸溶液;將上述懸浮液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯襯墊的高壓反應(yīng)釜中，在120-150°C下晶化反應(yīng)6-12h ；得到的固體產(chǎn)物經(jīng)過濾，洗滌，干燥，最終制得B11-石墨烯復(fù)合光催化劑。但是該文獻(xiàn)方法是采用碘化鈉或碘化鉀與硝酸鉍反應(yīng)，易于形成與石墨烯分離的B1I晶體，不利于兩者的緊密結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種片狀B11-還原石墨烯(B11-RGO)復(fù)合可見光催化劑，并將其應(yīng)用于可見光下降解有機(jī)污染物以及抑菌殺菌。
[0006]本發(fā)明的第一方面，提供一種片狀B11-RGO可見光催化劑，所述的B1I納米片與RGO緊密結(jié)合，B1I與RGO復(fù)合后的B1I則以片狀形式均勻分布在RGO片層表面，所述的B1I為純的四方晶相B1I晶體(JCPDS 10-0445)，比表面積為42?228cm2/g。
[0007]所述的片狀B11-RGO可見光催化劑具有介孔結(jié)構(gòu)。所述的B1I與RGO充分結(jié)合并形成化學(xué)鍵。
[0008]所述的片狀B11-RGO可見光催化劑在420-780nm可見光波段具有穩(wěn)定、優(yōu)異的光催化污染物降解和抗菌活性。
[0009]本發(fā)明的第二方面，提供上述片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0010]a)將Bi (NO3)3.5H20溶解在乙二醇和異丙醇的混合溶液中后加入離子液體C10H19IN2并均勻分散；同時(shí)將氧化石墨烯(GO)加入到乙醇中超聲得到均一的片狀石墨烯乙醇溶液，并將得到的石墨烯乙醇溶液加入到上述離子液體分散體系得到混合溶液；
[0011]b)將步驟a得到的混合溶液置于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，于150?170°C下保持7?9h后自然冷卻至室溫;得到的產(chǎn)物分別用無水乙醇、去離子水清洗并干燥后即可得到所述的片狀B11-RGO可見光催化劑。
[0012]所述的步驟a中乙二醇和異丙醇的混合溶液中乙二醇和異丙醇的體積比為2:38?38:2，這一范圍內(nèi)均可制備出B1I。但是乙二醇和異丙醇的體積比為5:35的催化效果最好。
[0013]所述的步驟a中Bi (NO3)3.5H20在乙二醇和異丙醇的混合溶液中的濃度為1.0?
5.0g/L。在這一范圍內(nèi)Bi (NO3)3.5H20較易溶解，過小則產(chǎn)量很低，較大則難以溶解。優(yōu)選3.0g/Lo
[0014]所述的步驟a中加入的Bi (NO3)3與CiqH19IN2的摩爾比為1: 2。否則易形成雜質(zhì)或不易得到B1I。
[0015]所述的離子液體CiqH19IN2為商業(yè)化學(xué)品，純度為99%。
[0016]所述的步驟a中石墨烯乙醇溶液中氧化石墨烯的濃度為0.5?2.0g/L，優(yōu)選1.0g/
L0
[0017]所述的步驟a中石墨烯乙醇溶液與離子液體分散體系溶液的體積比1:1?3:1，優(yōu)選2:1。小于這一范圍則不利于石墨烯的分散，大于則催化劑產(chǎn)量較少。
[0018]所述的步驟a中氧化石墨烯的制備方法包括:將Ig市售石墨烯與IgNaNO3溶解于40mL H2SO4中，冰浴下攪拌一小時(shí)，之后加入5g KMnO4攪拌48小時(shí)。加入10mL 5wt%H2SO4^f液后于60°C下攪拌2小時(shí)并加入1mL 30wt%H202和1.0L去離子水。將沉淀物先用5mol/L的HCl洗滌，再用超純水洗滌至中性(取出的上層清液與BaCl2反應(yīng)無沉淀)，然后-20°C冷凍24小時(shí)，再將其真空冷凍干燥即得到所述的氧化石墨烯。
[0019]優(yōu)選的，所述的步驟b中反應(yīng)溫度為160°C;反應(yīng)時(shí)間為8h。
[0020]優(yōu)選的，本發(fā)明所述的片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法如下:
[0021]a)將0.12g Bi(NO3)3.5H20溶解在5.0mL乙二醇和35mL異丙醇混合溶液中，加入
0.146g離子液體C1QH19IN2并均勾分散；同時(shí)將10?40mg(優(yōu)選20mg)氧化石墨稀加入到20mL乙醇中超聲得到片狀石墨烯的均一溶液，并將得到的石墨烯乙醇溶液加入到上述分散體系;
[0022]b)將步驟a得到的混合溶液置于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，于150?170°C (優(yōu)選160°C)下保持7?9h(優(yōu)選8h)后自然冷卻至室溫;得到的產(chǎn)物分別用無水乙醇、去離子水清洗并干燥后即可得到所述的片狀B11-RGO可見光催化劑。
[0023]更優(yōu)選的，本發(fā)明所述的片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法如下:
[0024]a)稱取0.12g Bi(NO3)3.5H20溶解在5.0mL乙二醇和35mL異丙醇混合溶液中，將
0.146g離子液體CiqH19IN2溶解在上述體系中劇烈攪拌1.5小時(shí)；同時(shí)將10?40mg氧化石墨烯加入到20mL乙醇中超聲I小時(shí)以得到片狀石墨烯的均一溶液并加入到上述體系中，攪拌I小時(shí)；
[0025]b)將步驟a得到的混合溶液于10mL聚四氟乙烯反應(yīng)釜中密閉，在150?170°C烘箱中保持7?9h后自然冷卻至室溫;所獲得的沉淀物用乙醇及超純水分別清洗三次，置于60°C真空干燥箱中干燥8小時(shí)即得到所述的片狀B11-RGO可見光催化劑。
[0026]本發(fā)明通過以下手段對(duì)片狀B11-RGO可見光催化劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征:采用RigakuD/Max-RB型X射線衍射儀(XRD)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，采用JEOL JSM-6380LV型掃描電鏡(SEM)和采用JEOL TEM 2011型高分辨透射電子顯微鏡(TEM)分析樣品的形貌結(jié)構(gòu)。采用QuantachromeNOVA 4000e型物理吸附儀測(cè)試樣品的犯吸脫附等溫線并計(jì)算比表面積(Sbet)，采用Avatar370紅外光譜儀分析樣品成鍵形式。
[0027]本發(fā)明的第三方面，提供上述片狀B11-RGO可見光催化劑的應(yīng)用，用于光催化降解有機(jī)污染物或抑菌殺菌。所述的有機(jī)污染物為有機(jī)染料。所述的抑菌殺菌為在可見光照下對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌有光催化殺滅性能。
[0028]本發(fā)明可見光下降解甲基橙染料的實(shí)驗(yàn)過程如下:稱取20mg催化劑加入50mL10mg/L甲基橙溶液中，于25°C下暗吸附Ih達(dá)到吸附平衡后進(jìn)行光催化活性測(cè)試。以300W氙燈為照射光源，分別濾除波長(zhǎng)小于420nm的光線和濾除波長(zhǎng)小于450nm的光線。用UV分光光度計(jì)在464nm處測(cè)定甲基橙的吸光度并由此計(jì)算降解率。在無光照或無催化劑條件下甲基橙無明顯分解，因此可以忽略由此造成的誤差。循環(huán)實(shí)驗(yàn)中將經(jīng)過上述反應(yīng)的B11-RGO可見光催化劑用去離子水清洗3次并于80°C烘干12h后重復(fù)使用。每次反應(yīng)時(shí)間為lh。
[0029]本發(fā)明可見光下殺滅鮑曼不動(dòng)桿菌實(shí)驗(yàn)過程如下:稱取60mg催化劑分散于20mL9%的氯化鈉溶液中，超聲兩分鐘，使催化劑完全分散于氯化鈉溶液中，稱為A溶液。配制鮑曼不動(dòng)桿菌菌液溶于30mL 9%氯化鈉溶液中，細(xì)菌濃度為0.5MCF，稱為B溶液。取600uL A溶液加入B溶液中混合均勻后，取15mL溶液置于5°C恒溫水浴中，以300W氣燈為光源照射，并濾除波長(zhǎng)小于420nm的光線，進(jìn)行光催化反應(yīng)，時(shí)間為30分鐘。另取15mL溶液放入黑暗處攪拌作為對(duì)照樣。每十分鐘分別取10uL溶液均勻涂于瓊脂培養(yǎng)皿當(dāng)中，置于30°C培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)后觀察菌落生長(zhǎng)情況并計(jì)數(shù)。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出效果:
[0031]1、本發(fā)明以乙醇為還原劑通過超臨界醇熱過程簡(jiǎn)單快速制備出B11-RGO。制備過程中，離子液體CiqH19IN2既可以作為碘源，又能很好控制片狀B1I負(fù)載到RGO表面以有利于電子的轉(zhuǎn)移。同時(shí)，RGO中不完全成鍵的C原子的未配對(duì)電子可以與B1I表面上自由電子成鍵最終形成的B1-C結(jié)構(gòu)，有利于B1I價(jià)帶升高從而導(dǎo)致B1I的禁帶寬度減小至0.75eV，SP使在長(zhǎng)波段仍體現(xiàn)出優(yōu)異的可見光催化污染物降解和抗菌活性。相對(duì)于石墨烯，RGO所具有的含氧官能團(tuán)可與親水溶劑乙二醇和異丙醇作用，也有利于B1I與RGO結(jié)合。
[0032]2、本發(fā)明的制備方法所用原料簡(jiǎn)單易得、成本低，制備方法簡(jiǎn)便可行，避免了污染性副產(chǎn)物的產(chǎn)生并降低了成本。制備的B11-RGO可見光催化劑分散度好、載流子復(fù)合率低，并展現(xiàn)出非常好的光催化活性，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性，可循環(huán)使用，具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0033 ]圖1為實(shí)施例1 -4、對(duì)比例I的XRD圖譜。
[0034]圖2為(a)對(duì)比例I的SEM照片、實(shí)施例1的(b) TEM及(c) HRTEM照片。
[0035]圖3為實(shí)施例1及對(duì)比例1、5的FTIR圖譜。
[0036]圖4為實(shí)施例1-4及對(duì)比例I的氮?dú)馕摳降葴鼐€。
[0037]圖5為實(shí)施例1、5、6降解甲基橙的光催化活性。
[0038]圖6為實(shí)施例1、7、8降解甲基橙的光催化活性。
[0039]圖7為實(shí)施例1及對(duì)比例1、2降解甲基橙的光催化活性。
[0040]圖8為實(shí)施例1-4及對(duì)比例1、3、4可見光降解甲基橙的光催化活性(420-780nm)。[0041 ]圖9為實(shí)施例1-4及對(duì)比例I可見光降解甲基橙的光催化活性(450-780nm)。
[0042]圖10為實(shí)施例1-4及對(duì)比例I光催化劑殺滅鮑曼不動(dòng)桿菌活性。
[0043]圖11為實(shí)施例1降解甲基橙循環(huán)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0045]實(shí)施例1
[0046]將Ig市售石墨稀與Ig NaN03溶解于40mL H2SO4中，冰浴下攪拌一小時(shí)，之后加入5gΚΜηθ4攪拌48小時(shí)。加入10mL 5wt%H2S04溶液后于60°C下攪拌2小時(shí)并加入1mL 30wt%H2O2和1.0L去離子水。將沉淀物先用5mo 1/L的HCl洗滌，再用超純水洗滌至中性(取出的上層清液與BaCl2反應(yīng)無沉淀)，然后放入冰箱冷凍24小時(shí)，再將其真空冷凍干燥即得到經(jīng)過氧化處理的石墨烯。稱取0.12g Bi(NO3)3.5H20溶解在5.01^乙二醇和3511^異丙醇混合溶液中，將0.146g離子液體CiqH19IN2溶解在上述體系中劇烈攪拌1.5小時(shí)。同時(shí)將20mg上述石墨烯加入到20mL乙醇中超聲I小時(shí)以得到片狀石墨烯的均一溶液并加入到上述體系中，攪拌I小時(shí)。所得到的混合溶液于10mL聚四氟乙烯反應(yīng)釜中密閉，在160°C烘箱中保持Sh后自然冷卻至室溫。所獲得的沉淀物用乙醇及超純水分別清洗三次，置于60°C真空干燥箱中干燥8小時(shí)即得到本實(shí)施例的B11-RGO可見光催化劑。
[0047]圖1中本實(shí)施例的XRD圖譜表明所得到的B11-RGO可見光催化劑中的B1I為純的四方晶相的B1^eMMJCPDS 10-0445)，無雜質(zhì)生成。圖2中本實(shí)施例的TEM照片表明B1I與RGO復(fù)合后的B1I則以片狀形式均勻分布在石墨烯片層表面。圖3中本實(shí)施例的FTIR圖譜顯示B11-RGO在1200cm—1存在B1-C鍵振動(dòng)，表明B1I與RGO充分結(jié)合并形成化學(xué)鍵。從圖4中的氮?dú)馕摳角€可以看出本實(shí)施例為IV型吸附模式，具有介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為110m2/g，說明醇熱技術(shù)有利于獲得高比表面積的介孔材料。圖5-圖8中本實(shí)施例較其它實(shí)施例和對(duì)比例均具有更高的可見光(420-780nm)催化降解甲基橙活性。圖9中本實(shí)施例在450-780nm可見光波段較其它實(shí)施例和對(duì)比例具有更高的光催化降解甲基橙活性。圖10中本實(shí)施例較其它實(shí)施例及對(duì)比例具有更高的可見光催化殺滅鮑曼不動(dòng)桿菌性能，可歸因于光催化與石墨烯的協(xié)同殺菌作用。圖11中本實(shí)施例降解甲基橙的循環(huán)實(shí)驗(yàn)的過程如下:每次降解反應(yīng)后的B11-RGO光催化劑用去離子水清洗3次并于80°C烘干12h后重復(fù)使用，每次反應(yīng)時(shí)間為lh。本實(shí)施例具有穩(wěn)定的光催化活性。
[0048]對(duì)比例I
[0049]制備過程中不加入G0，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同，即得到B1I光催化劑。圖1中本對(duì)比例的XRD圖譜表明所得到的B1I為純的四方晶相的B1^eMMJCPDS 10-0445)，無雜質(zhì)生成。圖2中本對(duì)比例的SEM照片顯示單純的B1I催化劑為花球形的微米球，每個(gè)微球由多個(gè)納米片組成，納米片的平均尺寸約為20nm。本對(duì)比例的比表面積為41m2/g。圖7-9中本對(duì)比例在可見光催化降解甲基橙反應(yīng)中具有一定的催化活性。圖10中本對(duì)比例在可見光照下對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌無明顯的光催化殺滅性能。
[0050]實(shí)施例2
[0051]將GO用量改為10mg，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同，即得到本實(shí)施例可見光催化劑。圖1中本實(shí)施例的XRD圖譜表明所得到的B1I為純的四方晶相的B1I晶體(JCPDS 10-0445)，無雜質(zhì)生成。本實(shí)施例的比表面積為42m2/g。圖8-圖9中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙反應(yīng)中具有一定的催化活性。圖10中本實(shí)施例在可見光照下對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌有一定的光催化殺滅性能。
[0052]實(shí)施例3
[0053]將GO用量改為30mg，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同，即得到本實(shí)施例可見光催化劑。圖1中本實(shí)施例的XRD圖譜表明所得到的B1I為純的四方晶相的B1I晶體(JCPDS 10-0445)，無雜質(zhì)生成。本實(shí)施例的比表面積為139m2/g。圖8-圖9中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙反應(yīng)中具有一定的催化活性。圖10中本實(shí)施例在可見光照下對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌有一定的光催化殺滅性能。
[0054]實(shí)施例4
[0055]將GO的量改為40mg，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同，即得到本實(shí)施例可見光催化劑。圖1中本實(shí)施例的XRD圖譜表明所得到的B1I為純的四方晶相的B1I晶體(JCPDS 10-0445)，無雜質(zhì)生成。本實(shí)施例的比表面積為228m2/g。圖8-圖9中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙反應(yīng)中具有一定的催化活性。圖10中本實(shí)施例在可見光照下對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌有一定的光催化殺滅性能。
[0056]對(duì)比例2
[0057]將對(duì)比例I與RGO按實(shí)施例1中兩者的比例均勻混合即得到本對(duì)比例。圖7中本對(duì)比例在可見光催化降解甲基橙反應(yīng)中具有一定的催化活性。
[0058]對(duì)比例3
[0059]可見光來降解甲基橙過程中不加入催化劑。圖8顯示本對(duì)比例中單純光照對(duì)甲基橙降解無明顯作用。
[0060]對(duì)比例4
[0061]采用商業(yè)P25Ti02光催化劑用于甲基橙可見光下降解，圖8顯示本對(duì)比例無明顯的光催化活性，可排除染料敏化的可能性。
[0062]對(duì)比例5
[0063]本對(duì)比例為經(jīng)氧化處理的石墨烯。其處理過程如下:將Ig市售石墨烯與Ig NaNO3溶解于40mL H2SO4中，冰浴下攪拌一小時(shí)，之后加入5g KMnO4攪拌48小時(shí)。加入10mL 5wt%H2SO4溶液后于60°C下攪拌2小時(shí)并加入1mL 30wt^H2O2和1.0L去離子水。將沉淀物先用5mol/L的HCl洗滌，再用超純水洗滌至中性(取出的上層清液與BaCl2反應(yīng)無沉淀)，然后放入冰箱冷凍24小時(shí)，再將其真空冷凍干燥即得到經(jīng)過氧化處理的石墨烯。圖3可以看出本對(duì)比例中含有c = o、c = c、c-o-c、c-o等官能團(tuán)。
[0064]實(shí)施例5
[0065]將醇熱的反應(yīng)時(shí)間改為7h，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同。圖5中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙過程中具有一定的催化活性。
[0066]實(shí)施例6
[0067]將醇熱的反應(yīng)時(shí)間改為9h，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同。圖5中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙過程中具有一定的催化活性。
[0068]實(shí)施例7
[0069]將醇熱的反應(yīng)溫度改為150°C，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同。圖6中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙過程具有一定的催化活性。
[0070]實(shí)施例8
[0071]將醇熱的反應(yīng)溫度改為170°C，其余內(nèi)容與實(shí)施例1所述相同。圖6中本實(shí)施例在可見光催化降解甲基橙過程具有一定的催化活性。
[0072]以上已對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可做出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a)將Bi(NO3)3.5H20溶解在乙二醇和異丙醇的混合溶液中后加入離子液體CiqH19IN2并均勻分散;將氧化石墨烯加入到乙醇中超聲得到均一的片狀石墨烯乙醇溶液，并將得到的石墨烯乙醇溶液加入到上述離子液體分散體系得到混合溶液;所述的Bi(NO3)3.5H20在乙二醇和異丙醇的混合溶液中的濃度為1.0?5.0g/L;所述的加入的Bi (NO3)3與&.91他的摩爾比為1:2; b)將步驟a得到的混合溶液置于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，于150?170°C下保持7?9h后自然冷卻至室溫;得到的產(chǎn)物分別用無水乙醇、去離子水清洗并干燥后即可得到所述的片狀B11-RGO可見光催化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟a中乙二醇和異丙醇的混合溶液中乙二醇和異丙醇的體積比為2:38?38: 2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟a中石墨烯乙醇溶液中氧化石墨烯的濃度為0.5?2.0g/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟a中石墨烯乙醇溶液與離子液體分散體系溶液的體積比1:1?3:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟a中氧化石墨稀的制備方法包括:將Ig市售石墨稀與Ig NaN03溶解于40mL H2SO4中，冰浴下攪拌一小時(shí)，之后加入5g KMnO4攪拌48小時(shí)；加入10mL 5wt^H2SO4溶液后于60°C下攪拌2小時(shí)并加入1mL 30wt%H202和1.(^去離子水;將沉淀物先用511101/1的!1(:1洗滌，再用超純水洗滌至中性，然后-20°C冷凍24小時(shí)，再將其真空冷凍干燥即得到所述的氧化石墨稀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a)將0.12gBi(NO3)3.5出0溶解在5.01^乙二醇和351^異丙醇混合溶液中，加入0.1468離子液體CiqH19IN2并均勻分散;將10?40mg氧化石墨烯加入到20mL乙醇中超聲得到片狀石墨烯的均一溶液，并將得到的石墨烯乙醇溶液加入到上述分散體系； b)將步驟a得到的混合溶液置于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，于150?170°C下保持7?9h后自然冷卻至室溫;得到的產(chǎn)物分別用無水乙醇、去離子水清洗并干燥后即可得到所述的片狀B11-RGO可見光催化劑。7.一種片狀B11-RGO可見光催化劑，其特征在于，所述的片狀B11-RGO可見光催化劑采用權(quán)利要求1-6任一所述的制備方法制備得到。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑，其特征在于，所述的B1I以片狀形式均勻分布在RGO片層表面，所述的B1I為純的四方晶相B1I晶體JCroS 10-0445，比表面積為42?228cm2/g09.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑，其特征在于，所述的片狀B11-RGO可見光催化劑在420-780nm可見光波段具有光催化活性。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一所述的一種片狀B11-RGO可見光催化劑的應(yīng)用，其特征在于，用于光催化降解有機(jī)污染物或抑菌殺菌。
【文檔編號(hào)】B01J27/06GK106040269SQ201610369273
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】霍宇凝, 尹海波, 羅柳林, 楊國(guó)詳, 朱慧娟, 高媛, 劉文華, 李和興
【申請(qǐng)人】上海師范大學(xué)