本發(fā)明涉及一種蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料、制備及應(yīng)用，是一種用于可見光催化降解水體環(huán)境中有機(jī)污染物的環(huán)境修復(fù)材料，屬于材料制備和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

長(zhǎng)期以來(lái)，各種工業(yè)生產(chǎn)中需要使用大量的化學(xué)原料，進(jìn)而產(chǎn)生大量高濃度的水體污染物。這些污水中往往含有很多有毒的有機(jī)物質(zhì)，不經(jīng)處理或者處理不徹底的排放，已經(jīng)對(duì)水資源造成了嚴(yán)重的污染。因這些有機(jī)污染物很難被降解，有很強(qiáng)的毒性和致癌性，故其已經(jīng)成為危害人類生存的大問題。因此，找到去除水體中有機(jī)污染物的方法已經(jīng)成為亟待解決的科學(xué)問題和實(shí)際問題。

光催化氧化反應(yīng)以半導(dǎo)體材料作為光催化劑，能夠?qū)㈦y降解的有機(jī)物氧化降解為低毒或無(wú)毒的脂肪族小分子或直接礦化為CO₂和H₂O等無(wú)機(jī)物，是一種極具潛力的綠色高級(jí)氧化技術(shù)。穩(wěn)定、廉價(jià)、高性能的半導(dǎo)體光催化材料是光催化技術(shù)的核心。TiO₂有氧化能力強(qiáng)、催化活性高、穩(wěn)定、無(wú)毒等優(yōu)勢(shì)，但是，TiO₂是一種本征寬禁帶半導(dǎo)體，其量子效率低與太陽(yáng)能利用率低的難題始終制約著TiO₂光催化材料的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。因此，研究人員一直積極致力于新型高效、可見光(占太陽(yáng)光總能量43％)響應(yīng)光催化材料的開發(fā)。

鉍系半導(dǎo)體作為光催化材料的重要組成部分，其最具代表性的化合物當(dāng)屬BiOX(X＝Cl、Br、I)類新型層狀半導(dǎo)體材料。含鉍化合物具有廉價(jià)、環(huán)保的特點(diǎn)，近來(lái)逐漸成為光催化劑研究開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。鹵氧化鉍光催化劑具有良好的催化性能，它們?cè)诳梢姽鈪^(qū)均存在明顯的吸收。其原因在于，鹵氧化鉍化合物BiOX(X＝Cl、Br、I)具有沿c軸方向雙離子層和Bi₂O₂層交替排列構(gòu)成的層狀晶體結(jié)構(gòu)，是一類重要的層狀結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體，這種具有開放式和間接躍遷的層狀晶體結(jié)構(gòu)有利于光生電子空穴對(duì)的有效分離和電荷轉(zhuǎn)移。其中，BiOBr和BiOI的禁帶寬度較窄可以直接被可見光激發(fā)，但其光生電子空穴對(duì)復(fù)合快以致量子效率低，而且純BiOX(X＝Cl、Br、I)不夠穩(wěn)定(P.Wang,Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,7931-7933；X.Wang,Nature Mater.2009,8,76-80.)，限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。

盡管BiOX(X＝Cl、Br、I)被視為新一代高性能環(huán)境友好、可見光響應(yīng)的光催化材料，但是仍然受到以下三大關(guān)鍵科學(xué)問題的制約：(1)單體BiOX(X＝Cl、Br、I)量子效率低。BiOX(X＝Cl、Br、I)獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)和間接帶隙躍遷模式雖然有利于光生電子–空穴對(duì)的有效分離與電荷轉(zhuǎn)移，但是單體BiOX(X＝Cl、Br、I)中光生電子和空穴在遷移過(guò)程中仍然存在較大的復(fù)合幾率，大大降低了其光催化效率，使其在處理一些含有難降解有機(jī)物或者有機(jī)物濃度較高、量較大的工業(yè)廢水時(shí)，難以滿足使用要求。(2)寬帶隙BiOX(X＝Cl、Br)對(duì)太陽(yáng)能利用率低。寬帶隙BiOCl僅對(duì)紫外光響應(yīng)，BiOBr對(duì)可見光響應(yīng)范圍有限，BiOI雖然對(duì)可見光具有較強(qiáng)的吸收，然而提供I-的碘鹽，如NaI、KI價(jià)格昂貴，不利于BiOI的大規(guī)模應(yīng)用。因此，如何拓展寬帶隙BiOX(X＝Cl、Br)對(duì)可見光的響應(yīng)范圍，提高量子產(chǎn)率，成為BiOX(X＝Cl、Br、I)材料中亟需解決的關(guān)鍵問題之一。(3)BiOX(X＝Cl、Br、I)納米光催化劑的固載：目前，所合成的不同微結(jié)構(gòu)形式BiOX(X＝Cl、Br、I)均為粉體材料。粉體催化劑雖然在反應(yīng)液中分散性好、與反應(yīng)液接觸面積大、催化效率高，但是存在易團(tuán)聚、難以回收循環(huán)利用和二次污染的問題。因此，如何將BiOX(X＝Cl、Br、I)納米結(jié)構(gòu)單元引入合適載體中來(lái)實(shí)現(xiàn)催化劑固載，已經(jīng)成為BiOX(X＝Cl、Br、I)光催化材料研究中的又一關(guān)鍵問題。

鑒于當(dāng)前光催化材料研制的局限性，有關(guān)光催化降解有機(jī)物的研究依然處于實(shí)驗(yàn)室階段。盡管己證明多數(shù)有機(jī)物可被成功降解，但是仍然被上述的三大關(guān)鍵問題所制約(1.量子效率低；2.寬帶隙對(duì)太陽(yáng)能利用率低；3.納米光催化劑的固載問題)。故此項(xiàng)技術(shù)仍未能很好的進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。因此，制備具有簡(jiǎn)易、環(huán)境友好、微結(jié)構(gòu)可調(diào)控且適于規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)的制備方法的同時(shí)，又能有效解決上述三大關(guān)鍵性的科學(xué)問題，對(duì)于光催化劑材料的發(fā)展與應(yīng)用至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)光催化降解材料的禁帶寬度大、量子效率低、穩(wěn)定性不好、可見光活性弱等問題，提供一種基于蓮藕狀微納分級(jí)結(jié)構(gòu)多孔碳材料與BiOX(X＝Cl、Br、I)復(fù)合的高效光催化降解復(fù)合材料的制備方法和將其用于處理水體中有機(jī)污染物的使用方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：為了獲得新型廉價(jià)高效易回收的光催化降解復(fù)合材料，需選取低成本、易制備的載體，并在該載體上負(fù)載光催化劑以達(dá)到高效降解水體中有機(jī)污染物的目的，研究其使用條件和回收方法，以獲得新穎的、低成本、高效易回收、可重復(fù)使用的有機(jī)廢水光催化降解復(fù)合材料。香蒲草基多孔碳材料不但保留了香蒲草本征的骨架結(jié)構(gòu)，而且有相互連通蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料-微納分級(jí)的孔隙結(jié)構(gòu)，因此，其可作為光催化劑的載體，載體上負(fù)載納米BiOX(X＝Cl、Br、I)的摻雜體，制備成高效光催化降解復(fù)合材料，用于水體環(huán)境修復(fù)。

一種蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料，采用微波輻射法進(jìn)行制備具體包括以下步驟：

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，在惰性氣體保護(hù)下碳化，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳；

(2)將蓮藕狀的多孔碳加到乙醇和乙二醇混合溶液中攪拌，然后加入鉍鹽，記為溶液1；同時(shí)將相同摩爾比的鹵化物溶于乙醇和乙二醇混合溶液，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下繼續(xù)攪拌；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器，采用不同功率進(jìn)行微波反應(yīng)；

(5)待溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物后用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，然后在真空干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料。

進(jìn)一步，步驟(1)中獲得的蓮藕狀多孔碳碳化溫度為550℃-1200℃，碳化時(shí)間為0.5-10小時(shí)。

進(jìn)一步，步驟(2)中乙醇和乙二醇混合溶液的體積比為1：0.1～10。

進(jìn)一步，步驟(2)中鹵化物是鹵化鉀或鹵化鈉。鹵化鉀為KI，KCl，KBr中的一種；鹵化鈉為NaI，NaCl，NaBr中的一種。

進(jìn)一步，步驟(2)中鹵化物也可以是表面活性劑類的十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨。

進(jìn)一步，步驟(2)中鉍鹽是Bi(NO₃)₃·5H₂O或BiCl₃。

進(jìn)一步，步驟(4)中微波反應(yīng)器的反應(yīng)功率為100～1500W，微波反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為1～90min。

本發(fā)明所述的蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料用于處理污水中難降解有機(jī)污染物。具體過(guò)程為：

(1)稱取一定質(zhì)量的蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料，倒入含有有機(jī)廢水的光催化裝置中，光照一段時(shí)間，進(jìn)行光催化反應(yīng)；

(2)根據(jù)吸光度或者其他方法測(cè)試被蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料降解后的濃度，直至污水中的有機(jī)物含量達(dá)標(biāo)。

所述的有機(jī)污水中的有機(jī)污染物為甲基橙、羅丹明B、苯酚和多環(huán)芳烴、雙酚A等。

本發(fā)明利用低成本的香蒲草制備成蓮藕狀多孔碳/鹵氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的制備新型高性能可見光催化降解復(fù)合材料處理水體中有機(jī)污染物。與已有的技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明為一種蓮藕狀多孔碳/BiOX(X＝Cl、Br、I)半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的制備方法，其原料香蒲草材料來(lái)源豐富，方便易得，成本低廉，且制備流程簡(jiǎn)易，低碳環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；

(2)本發(fā)明提供一種蓮藕狀多孔碳/BiOX(X＝Cl、Br、I)半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的制備方法，這種復(fù)合材料穩(wěn)定性好、催化能力強(qiáng)；

(3)本發(fā)明所制備的復(fù)合材料，其用于處理污水中難降解有機(jī)污染物，效果顯著。

原理解釋：

將BiOX(X＝Cl、Br、I)與多孔碳材料復(fù)合，不僅可以提高光催化劑的穩(wěn)定性，而且可以利用多孔碳材料超強(qiáng)的吸附性能，減小有機(jī)污染物與BiOX(X＝Cl、Br、I)的反應(yīng)距離，從而增加光催化降解的效率。申請(qǐng)人直接碳化枯萎的香鋪草后發(fā)現(xiàn)，香蒲草基多孔碳材料，不僅保留了香蒲草本征的骨架結(jié)構(gòu)，并具有相互連通蓮藕狀-微納分級(jí)的孔隙結(jié)構(gòu)，極大地增加了材料的比表面積。將該多孔碳材料與BiOX(X＝Cl、Br、I)復(fù)合成蓮藕狀多孔碳/BiOX(X＝Cl、Br、I)微納分級(jí)復(fù)合材料，可以用于光催化降解水體中有機(jī)污染物。在與BiOX(X＝Cl、Br、I)復(fù)合過(guò)程中，這種相互連通的孔道結(jié)構(gòu)使得BiOX(X＝Cl、Br、I)能夠充分進(jìn)入孔道與多孔碳復(fù)合，從而使該復(fù)合材料具有良好的“協(xié)同效應(yīng)”。在光催化過(guò)程中，多孔碳超強(qiáng)的吸附能力能將有機(jī)污染物牢牢吸附在表面和內(nèi)部孔道上，大大增加了BiOX(X＝Cl、Br、I)與有機(jī)污染物的接觸面積，同時(shí)也能極大地減小反應(yīng)的距離。因此，這種蓮藕狀多孔碳與BiOX(X＝Cl、Br、I)高效光催化性能相結(jié)合，其所具有的“協(xié)同效益”增強(qiáng)了其光催化性能。

蓮藕狀多孔碳高的比表面積和蓮藕狀的大孔、對(duì)反應(yīng)物分子的有效吸附以及對(duì)光生電子-空穴對(duì)的有效分離是復(fù)合材料性能提高的三大因素。復(fù)合材料兩相間形成了C-Bi化學(xué)鍵的結(jié)合，這種化學(xué)鍵的形成使得蓮藕狀多孔碳的結(jié)構(gòu)更加完整，極大的提高了復(fù)合材料的光催化性能。有希望推動(dòng)香蒲草基蓮藕狀多孔碳及其鉍系化合物復(fù)合材料在環(huán)境保護(hù)、光電化學(xué)轉(zhuǎn)化、光解水等領(lǐng)域的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的(a)SEM圖和(b)局部放大圖。

圖2為實(shí)施例1所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的XRD圖譜。

圖3為實(shí)施例1所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料(a)紫外-可見漫反射圖譜及其對(duì)應(yīng)的(b)帶隙值圖譜。

圖4為實(shí)施例1所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖5為實(shí)施例1所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

圖6為實(shí)施例2所制得蓮藕狀多孔碳/BiOBr半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的SEM圖(a)和局部放大圖(b)。

圖7為實(shí)施例2所制得蓮藕狀多孔碳/BiOBr半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖8為實(shí)施例2所制得蓮藕狀多孔碳/BiOBr半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

圖9為實(shí)施例3所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的SEM圖(a)和局部放大圖(b)。

圖10為實(shí)施例3所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖11為實(shí)施例3所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

圖12為實(shí)施例4所制得蓮藕狀多孔碳/BiOCl半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的SEM圖(a)和局部放大圖(b)。

圖13為實(shí)施例4所制得蓮藕狀多孔碳/BiOCl半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖14為實(shí)施例4所制得蓮藕狀多孔碳/BiOCl半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

圖15為實(shí)施例5所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的SEM圖(a)和局部放大圖(b)。

圖16為實(shí)施例5所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖17為實(shí)施例5所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

圖18為實(shí)施例6所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的SEM圖(a)和局部放大圖(b)。

圖19為實(shí)施例6所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖20為實(shí)施例6所制得蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

圖21為實(shí)施例7所制得蓮藕狀多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的SEM圖。

圖22為實(shí)施例7所制得蓮藕狀多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的光催化圖譜。

圖23為實(shí)施例7所制得蓮藕狀多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的降解率圖譜。

具體實(shí)施方式

利用香蒲草基多孔碳材料保留了香蒲草本征的骨架結(jié)構(gòu)，并具有相互連通蓮藕狀-微納分級(jí)的孔隙結(jié)構(gòu)的特征。以香蒲草為原料采用簡(jiǎn)易工藝制備具有相互連通孔隙結(jié)構(gòu)的3D多孔碳材料，這種相互連通的孔道結(jié)構(gòu)使得BiOX(X＝Cl、Br、I)能夠充分進(jìn)入孔道與多孔碳復(fù)合，從而使該復(fù)合材料發(fā)揮其“協(xié)同效益”，制備出可重復(fù)使用的、高效的新型可見光催化降解復(fù)合材料。用于降解有機(jī)污染物，達(dá)到治理水體污染的目的。

實(shí)施例1

1.材料制備：

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中燒杯中攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將3m mol的KI(0.4980g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用500W進(jìn)行微波反應(yīng)50分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/碘氧鉍半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料。

2.材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。

圖1為實(shí)施例1所制得樣品的SEM圖，從圖中可以看出，BiOI以片層狀的形式生長(zhǎng)在蓮藕狀多孔碳的表面。

圖2為實(shí)施例1所制得樣品的XRD圖譜，2θ角在29.65°、45.38°、55.15°有衍射峰分別對(duì)應(yīng)(102)、(200)、(212)等主要晶面，與BiOI標(biāo)準(zhǔn)譜圖(JCPDS No.10-0445)相一致，其中2θ角在29.65°對(duì)應(yīng)的衍射峰強(qiáng)度最大；而2θ角在31.59°、66.23°、75.23°對(duì)應(yīng)的衍射峰為C的衍射峰。這表明確實(shí)合成了蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料。

圖3(a)為該復(fù)合材料的紫外-可見漫反射光譜，由圖可知該復(fù)合材料在400～600nm的可見光區(qū)有較強(qiáng)的吸收。由UVDRS圖譜根據(jù)公式(ahv)^1/2＝A(hv－E_g)，用(ahv)^1/2對(duì)hv作圖，得到圖(b)。由(b)圖可知，復(fù)合材料的帶隙比純的BiOI有較為明顯的下降(純BiOI的禁帶寬度為1.72～1.93)。這表明制得的復(fù)合材料提高了對(duì)可見光的吸收利用率，為提高可見光催化活性提供了可能。

圖4圖5可見，反應(yīng)制備的蓮藕狀多孔碳/BiOI半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料具有良好的光催化性能。在500W氙燈照射下，120分鐘該復(fù)合材料對(duì)RhB的降解率可達(dá)85％以上。

實(shí)施例2

材料制備：(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中燒杯中攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將3m mol的KBr(0.3570g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用600W進(jìn)行微波反應(yīng)40分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/BiOBr半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料

材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOBr半導(dǎo)體復(fù)合光催化材10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOBr半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。

實(shí)施例3

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中燒杯中攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將1.5m mol的KI(0.2490g)和1.5m mol的KBr(0.1785g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用700W進(jìn)行微波反應(yīng)35分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料

材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。

實(shí)施例4

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將3m mol的KCl(0.225g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用500W進(jìn)行微波反應(yīng)50分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/BiOCl半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料

材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOCl半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOCl半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。

實(shí)施例5

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將1.5m mol的三甲基十六烷基氯化銨和1.5m mol的KI，溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇4ml，乙二醇16ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用600W進(jìn)行微波反應(yīng)40分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料

材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。

實(shí)施例6

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將0.6m mol的KI(0.225g)和2.4m mol的十六烷基三甲基溴化銨溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇2ml，乙二醇18ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用700W進(jìn)行微波反應(yīng)35分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/BiOI0.2Br0.8半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料

材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。

實(shí)施例7

(1)風(fēng)干后的香蒲草置于管式爐中，惰性氣體保護(hù)下碳化一段時(shí)間，冷卻后收集的黑色粉末即為蓮藕狀的多孔碳。

(2)將36mg的蓮藕狀的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中攪拌30分鐘(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，記為溶液1；同時(shí)將1m mol的KCl(0.7456g)、0.5m mol的三甲基十六烷基氯化銨、1m mol的NaBr(0.1029g)和0.5m mol的三甲基十六烷基溴化銨溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇5ml，乙二醇15ml)，記為溶液2；

(3)溶液1和2室溫下快速攪拌30min；將攪拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室溫下快速攪拌60min；

(4)將上述混合后的液體裝入微波反應(yīng)器用1000W進(jìn)行微波反應(yīng)25分鐘；

(5)待微波反應(yīng)后的溶液自然冷卻至室溫，離心出沉淀物并用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌二次，然后再60℃的干燥箱內(nèi)烘干，得到蓮藕狀多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料

材料應(yīng)用：

(1)稱取蓮藕狀多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的羅丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)將混合溶液裝入光催化儀中，快速攪拌，暗吸附60min，使其達(dá)到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，標(biāo)號(hào)并避光儲(chǔ)存；

(5)打開500W氙燈，并開始計(jì)時(shí)，每隔10分鐘重復(fù)(4)中過(guò)程，直到取樣120分鐘為止；

(6)將取出的樣品離心，用一次性吸管取上層清夜滴入比色皿中，并用紫外-可見分光光度儀測(cè)出吸光度；

(7)根據(jù)吸光度計(jì)算制備的蓮藕狀多孔碳/BiOBr0.5Cl0.5半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料對(duì)有機(jī)污染物羅丹明B的降解率。