本發(fā)明屬于光催化劑及染料廢水降解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

社會的不斷發(fā)展，推動著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，但在發(fā)展過程中工業(yè)廢水也在不斷地增加。染料廢水是主要的有害工業(yè)廢水之一，主要來源于染料及染料中間體生產(chǎn)行業(yè)。染料種類繁多，大量的染料廢水排放到環(huán)境水體中，導(dǎo)致對自然水體的污染。首先，染料廢水的色度比較大，能夠吸收光線，降低水體的透明度，造成水中缺氧，對水體中微生物影響極大，破壞水體自凈；其次，染料是有機(jī)芳香族化合物苯環(huán)上的氫被鹵素、硝基、胺基取代以后生成的芳香族鹵化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺類化學(xué)物、聯(lián)苯等多苯環(huán)取代化合物，毒性都比較大，有的能夠產(chǎn)生“致畸、致癌、致突變”的危害，廢水中有機(jī)物含量高，成分復(fù)雜，有害物質(zhì)含量高。由于染料廢水的生物難降解性，半導(dǎo)體材料光催化氧化技術(shù)日趨受到關(guān)注，已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。近來來，鉍系光催化材料受到人們的廣泛關(guān)注，作為一種最重要的鹵氧化鉍，BiOCl是一種新型的多元鉍金屬氧化物光催化劑，由于其合適的禁帶寬度、特殊的層狀結(jié)構(gòu)且具有良好的光催化活性而備受關(guān)，但是，一種半導(dǎo)體材料的光催化性能不僅與光催化劑的光學(xué)性質(zhì)有關(guān)，還與光源有著重要的關(guān)系。通常，當(dāng)光子能量高于光催化劑的禁帶寬度時，光催化劑才能發(fā)揮較好的光催化效果，光照越強(qiáng)，光催化性能越好。提高光催化劑的光催化效果可以從提高自然光的利用率以及改變光催化材料的性質(zhì)兩方面來考慮。

石墨烯是一種能隙為零的半金屬，在光催化領(lǐng)域，由于石墨烯具有獨(dú)特的電子特性，極大的比表面積和較高的透明度使其成為合成復(fù)合光催化劑的理想載體，石墨烯的電子遷移率非常高，利用石墨烯對光催化劑進(jìn)行改性，不但可以實(shí)現(xiàn)寬波段的光吸收，而且還能使電荷在轉(zhuǎn)移過程中與催化劑更加匹配，提高其光催化性能；其次是石墨烯具有獨(dú)特的二維面結(jié)構(gòu)而具有較大的比表面積，當(dāng)形成復(fù)合物時能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生對污染物強(qiáng)烈的吸附作用，有利于光催化降解的進(jìn)一步進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種能夠有效降解羅丹明B（RhB）染料廢水的錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑的制備方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用采用如下技術(shù)方案，一種錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：（1）將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；（2）將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解于40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；（3）在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min后用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6；（4）待調(diào)節(jié)完混合溶液的pH值后繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑；（5）將0.625-5mg氧化石墨烯超聲溶于50mL水中得到石墨烯的水溶液，再加入1g錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，超聲分散30min，再攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（5）中氧化石墨烯的加入量優(yōu)選為2.5mg，該條件下制得的錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的羅丹明B去除率為99.91%。

本發(fā)明制得的錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合可見光催化劑具有較好光吸收性能，而且具有可見光響應(yīng)的光催化性能，在太陽光下具有高效降解羅丹明B染料廢水的性能，吸收光譜范圍寬、性能穩(wěn)定、無毒且高效低廉，能夠應(yīng)用于難生物降解有機(jī)污染物的降解，具有較強(qiáng)的市場應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解在40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6，繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑。該可見光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的RhB去除率為83.39%。

實(shí)施例2

將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解在40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6，繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，將0.625mg氧化石墨烯超聲溶于50mL水中得到石墨烯的水溶液，再加入1g錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，超聲分散30min，再攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得含有0.0625wt%錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑。該復(fù)合光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的RhB去除率為88.21%。

實(shí)施例3

將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解在40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6，繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑；將1.25mg氧化石墨烯超聲溶于50mL水中得到石墨烯的水溶液，再加入1g錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，超聲分散30min，再攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h即制得含有0.125wt%錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑。該復(fù)合光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的RhB去除率為98.46%。

實(shí)施例4

將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解在40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6，繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑；取2.5mg氧化石墨烯超聲溶于50mL水中得到石墨烯的水溶液，再加入1g錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，超聲分散30min，再攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得含有0.25wt%錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑。該復(fù)合光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的RhB去除率為99.91%。

實(shí)施例5

將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解在40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6，繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑；將5mg氧化石墨烯超聲溶于50mL水中得到石墨烯的水溶液，再加入1g錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，超聲分散30min，再攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得含有0.5wt%錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑。該復(fù)合光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的RhB去除率為93.53%。

實(shí)施例6

將1mmol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于10mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中制得溶液X；將1mmol SnCl₂·2H₂O攪拌加熱溶解在40mL摩爾濃度為1mol/L的鹽酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在攪拌作用下，將溶液X逐滴滴入溶液Y中，繼續(xù)攪拌30min，用摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為6，繼續(xù)攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑；將10mg氧化石墨烯超聲溶于50mL水中得到石墨烯的水溶液，再加入1g錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑，超聲分散30min，再攪拌2h，抽濾得到沉淀物，用水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于60℃干燥5h制得含有1wt%錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合光催化劑。該復(fù)合光催化劑在自然太陽光下降解羅丹明B染料廢水3h的RhB去除率為65.23%。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。