本發(fā)明屬于環(huán)境材料領(lǐng)域，涉及一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法和用途，尤其涉及一種基于石墨烯納米復(fù)合材料的，在紫外光、可見光以及紅外光照射下都具備高效降解污染物的能力的光催化納米粉體。

背景技術(shù)：

光催化降解技術(shù)能充分利用廉潔而“綠色”的太陽光來有效地降解各種無機(jī)和有機(jī)污染物，是解決目前全球性的環(huán)境惡化和能級(jí)危機(jī)的一個(gè)重要途經(jīng)。光催化降解作為一種新的處理污染物的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)完全礦化污染物，最終產(chǎn)物無毒(如co2和h2o)；(2)在室溫和常壓下即可進(jìn)行；(3)低能耗；(4)經(jīng)濟(jì)綠色。因此，自1972年fujishima和honda在n-型半導(dǎo)體電極上發(fā)現(xiàn)水的光電催化分解作用以來，基于氧化物的半導(dǎo)體材料，特別是二氧化鈦，受到人們的廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的禁帶寬度較大，對(duì)應(yīng)的激發(fā)波長在紫外區(qū)和部分能量較高的可見光區(qū)。然而，在實(shí)際到達(dá)地表的太陽能輻射能量中，紫外成分不足5％，可見成分約45％，紅外成分約50％，因此傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的這一光催化特點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在太陽光源條件下的光催化降解污染物效率，也影響到其在室內(nèi)缺少紫外光源條件下的應(yīng)用。從利用太陽能的角度出發(fā)，最經(jīng)濟(jì)的光催化劑應(yīng)該是能同時(shí)利用太陽光中的紫外光、可見光和紅外光，并且具有良好的穩(wěn)定性。此外，傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的光聲電子-空穴極易復(fù)合，導(dǎo)致光量子效率降低，極大地限制了其降解污染物的效率。

因此，研制新型高效的紫外可見紅外全光譜催化劑降解有機(jī)污染物已成為節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域關(guān)鍵的科學(xué)和技術(shù)問題之一。

光催化劑的首要條件是能夠產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，并能通過電子傳遞介質(zhì)有效地阻止電子和空穴的快速復(fù)合。石墨烯及其衍生物氧化石墨烯因其具有較好的導(dǎo)電性和機(jī)械性作為電子傳遞橋梁在光催化領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。發(fā)展可以產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的半導(dǎo)體和可以傳遞電子的石墨烯的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，是太陽光直接利用與催化領(lǐng)域的重要需求。

cn104353449a公開了一種石墨烯/鈦酸鉍光催化材料的制備方法，其采用氧化鉍和四氯化鈦為原料，去離子水和1,4-丁二醇為反應(yīng)介質(zhì)，得到鈦酸鉍的前驅(qū)物，后與氧化石墨烯水溶液混合在高壓反應(yīng)釜中加熱反應(yīng)得到石墨烯/鈦酸鉍光催化材料。然而該方法制備得到的催化劑只能在可見光下具有較好的催化活性，無法適用于全光譜條件；并且溶膠凝膠法制得的催化劑晶型較差，活性位點(diǎn)少，嚴(yán)重影響催化活性。

cn102941080a公開了一種石墨烯/氧化鉍復(fù)合光催化劑及其制備方法，其主要特征是氧化鉍光催化劑因其光生電子-空穴容易再結(jié)合，使其光催化活性降低，通過石墨烯在氧化鉍光催化劑表面的修飾作用，可顯著改善光生電子-空穴的分離，從而提高氧化鉍光催化劑的光催化性能。但該方法制得的催化劑仍只能在可見光下具有較好的催化活性，無法適用于全光譜條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有光催化劑存在的無法在全光譜條件下保持良好的催化活性，催化活性較低的問題，本發(fā)明提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法和用途。本發(fā)明通過合理設(shè)計(jì)光催劑的結(jié)構(gòu)以及組成，拓寬了光催化劑的應(yīng)用條件，使制得的光催化劑在紫外、可見和紅外波段都具有較高的光催化降解效率。

所為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料的制備方法，所述催化劑材料的制備方法包括以下步驟：

(1)將鉍鹽溶于還原溶劑，混合均勻后加入氧化石墨烯溶液，攪拌得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液加熱進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)后處理得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在保護(hù)氣氛下進(jìn)行退火處理，得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

其中，本發(fā)明所述的全光譜響應(yīng)型催化劑材料為石墨烯/鉍復(fù)合光催化劑。

以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述鉍鹽為乙酸鉍、硝酸鉍或辛酸鉍中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：乙酸鉍和硝酸鉍的組合，硝酸鉍和辛酸鉍的組合，乙酸鉍、硝酸鉍和辛酸鉍的組合等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述還原溶劑為二甲基亞砜和/或n,n-二甲基甲酰胺。

本發(fā)明中，所述還原溶劑有兩個(gè)作用：一是作為反應(yīng)溶劑，分散鉍鹽，有利于溶劑熱反應(yīng)的進(jìn)行；二是作為還原劑，在溶劑熱反應(yīng)中，將三價(jià)鉍還原得到零價(jià)的鉍納米顆粒。

本發(fā)明中，如果采用其他種類的溶劑(除二甲基亞砜和n,n-二甲基甲酰胺外)代替還原溶劑，將不具備有效的還原能力，無法得到零價(jià)的鉍納米顆粒，進(jìn)而無法制得對(duì)紫外可見紅外全光譜響應(yīng)型的催化劑。

優(yōu)選地，步驟(1)所述鉍鹽的添加量為：每毫升還原溶劑中添加鉍鹽5mg～30mg，例如6mg、8mg、10mg、12mg、14mg、16mg、18mg、20mg、22mg、24mg、26mg或28mg等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為每毫升還原溶劑中添加鉍鹽10mg～20mg。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述混合均勻采用超聲分散的方式進(jìn)行。

優(yōu)選地，步驟(1)所述氧化石墨烯溶液在攪拌和/或震蕩的條件下加入。

優(yōu)選地，步驟(1)所述氧化石墨烯溶液的濃度為2mg/ml～10mg/ml，例如3mg/ml、4mg/ml、5mg/ml、6mg/ml、7mg/ml、8mg/ml或9mg/ml等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，步驟(1)所述氧化石墨烯溶液的加入量為：使氧化石墨烯占催化劑材料總質(zhì)量的0.05wt％～10wt％，例如0.07wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，步驟(1)所述攪拌時(shí)間為20min～60min，例如22min、28min、34min、40min、46min、52min或58min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為30min～35min。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述反應(yīng)溫度為150℃～200℃，例如155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃或195℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)時(shí)間為2h～24h，例如3h、5h、7h、10h、13h、15h、17h、20h或22h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述后處理過程依次包括靜置、固液分離、洗滌和干燥。

優(yōu)選地，所述固液分離為離心分離。

優(yōu)選地，所述干燥為冷凍干燥。本發(fā)明所述的干燥過程若采用常規(guī)的方式進(jìn)行，易使材料發(fā)生團(tuán)聚和結(jié)塊現(xiàn)象，進(jìn)而影響后續(xù)退火和催化性能。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述保護(hù)氣氛為氮?dú)鈿夥蘸?或氬氣氣氛。

優(yōu)選地，步驟(3)所述退火處理的溫度為300℃～800℃，例如305℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃或795℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為400℃～600℃。

優(yōu)選地，步驟(3)所述退火處理的時(shí)間為0.5h～10h，例如0.6h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為2h～6h。

優(yōu)選地，步驟(3)所述退火處理的壓強(qiáng)為0.001mpa～0.1mpa，例如0.002mpa、0.01mpa、0.02mpa、0.03mpa、0.04mpa、0.05mpa、0.06mpa、0.07mpa、0.08mpa或0.09mpa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為0.005mpa～0.05mpa。

本發(fā)明中，對(duì)復(fù)合物進(jìn)行退火處理可以加強(qiáng)石墨烯與鉍納米顆粒之間的相互作用力，與此同時(shí)，石墨烯邊緣的含氧基團(tuán)可以與鉍納米顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在納米水平上形成異質(zhì)結(jié)，造成結(jié)構(gòu)的改變，一方面，創(chuàng)造合適的能級(jí)利于電荷的分離和轉(zhuǎn)移，另一方面利用石墨烯極大的比表面積，使所得催化劑材料具有更多的活性位點(diǎn)，進(jìn)而提高其催化性能。

所述退火處理的溫度也應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，若退火溫度過高，容易淬滅催化劑的活性中心，降低催化性能；若退火溫度過低，不利于異質(zhì)結(jié)的行程，也會(huì)降低催化性能。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述進(jìn)行退火處理后，經(jīng)過研磨，得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述催化劑材料的制備方法包括以下步驟：

(1)將鉍鹽溶于還原溶劑二甲基亞砜和/或n,n-二甲基甲酰胺，其中每毫升二甲基亞砜中添加鉍鹽10mg～20mg，超聲分散混合均勻后在攪拌條件下加入濃度為2mg/ml～10mg/ml的氧化石墨烯溶液，使氧化石墨烯占催化劑材料總質(zhì)量的0.05wt％～10wt％，攪拌30min～35min得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液加熱至150℃～200℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)2h～24h，反應(yīng)后經(jīng)后依次經(jīng)靜置、離心分離、洗滌和冷凍干燥得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在氮?dú)鈿夥蘸?或氬氣氣氛下在400℃～600℃下進(jìn)行退火處理2h～6h，退火處理的壓強(qiáng)為0.005mpa～0.05mpa，再經(jīng)研磨得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

第二方面，本發(fā)明提供了上述制備方法制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料，所述全光譜響應(yīng)型催化劑材料在紫外光、可見光和紅外光下具有降解污染物的催化活性。

第三方面，本發(fā)明提供了上述全光譜響應(yīng)型催化劑材料的用途，其特征在于，所述全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于污染物降解領(lǐng)域。例如對(duì)六價(jià)鉻、甲基橙或羅丹名等污染物的降解，但并不僅限于所列領(lǐng)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過采用二甲基亞砜等還原性溶劑與鉍鹽反應(yīng)，并經(jīng)退火處理，可制得在紫外、可見和紅外波段都具有較高吸收的光催化劑，所述催化劑在全光譜激發(fā)下對(duì)六價(jià)鉻、甲基橙或羅丹名等等污染物具有高效的光催化降解效率，在紫外光、可見光和紅外光照射下其光催化降解效率均可達(dá)100％。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料的掃描電鏡圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料的x射線衍射圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料在紫外、可見、紅外以及全光譜下的催化性能圖(降解甲基橙)；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料在紫外、可見、紅外以及全光譜下的催化性能圖(降解六價(jià)鉻)；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料在紅外譜下的催化性能圖(降解羅丹名)；

圖6(a)是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料在太陽光下犧牲劑存在的情況下0min時(shí)反應(yīng)照片；

圖6(b)是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料在太陽光下犧牲劑存在的情況下25min時(shí)反應(yīng)照片；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例2中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料的掃描電鏡圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例2中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料的x射線衍射圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例4中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料的掃描電鏡圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例4中制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料的x射線衍射圖。

具體實(shí)施方式

為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

本發(fā)明具體實(shí)施例部分提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，其制備方法包括以下步驟：

(1)將鉍鹽溶于還原溶劑，混合均勻后加入氧化石墨烯溶液，攪拌得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液加熱進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)后處理得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在保護(hù)氣氛下進(jìn)行退火處理，得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

以下為本發(fā)明典型但非限制性實(shí)施例：

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法為：

(1)稱取200mg乙酸鉍溶于30ml二甲基亞砜，超聲分散混合均勻，加入2ml的濃度為4mg/ml的氧化石墨烯溶液，攪拌30min后得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在180℃下反應(yīng)4h，靜置、離心、洗滌和冷凍干燥后得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在氮?dú)鈿夥障掠?00℃下高溫退火2h，反應(yīng)壓力為0.05mpa，得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

本實(shí)施例所得全光譜響應(yīng)型催化劑材料的掃描電鏡圖如圖1所示，其x射線衍射圖如圖2所示，從圖中可以看出，石墨烯緊緊地包裹在鉍納米表面，表明兩者之間存在強(qiáng)的相互作用，同時(shí)得到的催化劑材料具有很好的晶形。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙、cr(vi)和羅丹名進(jìn)行催化降解，結(jié)果如圖3、圖4和圖5所示，當(dāng)催化劑材料的加入量為1g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射30min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射40min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射50min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

同時(shí)，本實(shí)施例制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料在太陽光下犧牲劑存在的情況下的催化性能如圖6(a)和圖6(b)所示，圖6(a)為0min時(shí)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)照片，圖6(b)為25min后反應(yīng)的照片，可以看出在太陽光照射25min后，甲基橙完全降解，降解率達(dá)到100％。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法為：

(1)稱取200mg硝酸鉍溶于30ml二甲基亞砜，超聲分散混合均勻，加入2ml的濃度為2mg/ml的氧化石墨烯溶液，攪拌30min后得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在160℃下反應(yīng)12h，靜置、離心、洗滌和冷凍干燥后得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在氬氣氣氛下于300℃下高溫退火5h，反應(yīng)壓力為0.09mpa，得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

本實(shí)施例所得全光譜響應(yīng)型催化劑材料的掃描電鏡圖如圖7所示，其x射線衍射圖如圖8所示，從圖中可以看出與實(shí)施例1類似，石墨烯緊緊地包裹在鉍納米表面，表明兩者之間存在強(qiáng)的相互作用，同時(shí)得到的催化劑材料具有很好的晶形。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙和cr(vi)進(jìn)行催化降解，當(dāng)催化劑材料的加入量為1g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射35min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射40min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射55min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法為：

(1)稱取300mg辛酸鉍溶于20ml二甲基亞砜，超聲分散混合均勻，加入4ml的濃度為4mg/ml的氧化石墨烯溶液，攪拌30min后得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在200℃下反應(yīng)24h，靜置、離心、洗滌和冷凍干燥后得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在氬氣氣氛下于800℃下高溫退火8h，反應(yīng)壓力為0.005mpa，得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙和cr(vi)進(jìn)行催化降解，當(dāng)催化劑材料的加入量為0.5g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射40min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射45min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射60min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法為：

(1)稱取300mg乙酸鉍溶于20ml二甲基亞砜，超聲分散混合均勻，加入4ml的濃度為4mg/ml的氧化石墨烯溶液，攪拌30min后得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在200℃下反應(yīng)16h，靜置、離心、洗滌和冷凍干燥后得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在氬氣氣氛下于600℃下高溫退火5h，反應(yīng)壓力為0.005mpa，經(jīng)研磨得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

本實(shí)施例所得全光譜響應(yīng)型催化劑材料的掃描電鏡圖如圖9所示，其x射線衍射圖如圖10所示，從圖中可以看出，與實(shí)施例1類似，石墨烯緊緊地包裹在鉍納米表面，表明兩者之間存在強(qiáng)的相互作用，同時(shí)得到的催化劑材料具有很好的晶形。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙和cr(vi)進(jìn)行催化降解，當(dāng)催化劑材料的加入量為1.5g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射25min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射35min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射45min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法為：

(1)稱取200mg辛酸鉍溶于30ml二甲基亞砜，超聲分散混合均勻，加入1ml的濃度為4mg/ml的氧化石墨烯溶液，攪拌30min后得到混合溶液；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在160℃下反應(yīng)12h，靜置、離心、洗滌和冷凍干燥后得到復(fù)合物；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合物在氬氣氣氛下于300℃下高溫退火6h，反應(yīng)壓力為0.05mpa，經(jīng)研磨得到全光譜響應(yīng)型催化劑材料。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙和cr(vi)進(jìn)行催化降解，當(dāng)催化劑材料的加入量為1g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射30min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射40min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射50min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法除了步驟(1)中將100mg乙酸鉍溶于20ml二甲基亞砜，攪拌35min；步驟(2)中反應(yīng)溫度為150℃，步驟(3)中的退火溫度為400℃，退火時(shí)間為9h，退火壓力為0.002mpa外，其他物料用量與制備過程均與實(shí)施例1中相同。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙和cr(vi)進(jìn)行催化降解，當(dāng)催化劑材料的加入量為1g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射40min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射55min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射65min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

實(shí)施例7：

本實(shí)施例提供了一種全光譜響應(yīng)型催化劑材料及其制備方法，所述制備方法除了步驟(1)中將600mg乙酸鉍溶于20ml二甲基亞砜，攪拌40min外，其他物料用量與制備過程均與實(shí)施例1中相同。

將制得的全光譜響應(yīng)型催化劑材料用于對(duì)濃度為60mg/ml的甲基橙和cr(vi)進(jìn)行催化降解，當(dāng)催化劑材料的加入量為1g/l時(shí)，可以看出，在紫外光照射25min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在可見光照射35min后甲基橙和cr(vi)完全降解，在紅外光照射45min后甲基橙和cr(vi)完全降解，具有較高的應(yīng)用前景。

對(duì)比例1：

本對(duì)比例提供了一種光催化劑材料及其制備方法，所述制備方法除了步驟(1)中所用溶劑為乙二醇外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1相同。

本對(duì)比例制得的光催化劑材料，得到的復(fù)合催化劑在可見光區(qū)的催化性能差，在紅外光區(qū)沒有催化性能，不具有全光譜響應(yīng)性能，因此不能充分利用太陽光，達(dá)到降解污染物的目的。

對(duì)比例2：

本對(duì)比例提供了一種光催化劑材料及其制備方法，所述制備方法除了不進(jìn)行步驟(3)中的退火處理外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1相同。

本對(duì)比例制得的光催化劑材料，得到的復(fù)合物催化劑在可見光區(qū)和紅外光區(qū)的催化性能極差，不具有全光譜響應(yīng)性能，因此不能充分利用太陽光，達(dá)到降解污染物的目的。

對(duì)比例3：

本對(duì)比例提供了一種光催化劑材料及其制備方法，所述制備方法除了不進(jìn)行步驟(3)中的退火處理的溫度過低，為200℃外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1相同。

本對(duì)比例制得的光催化劑材料，得到的復(fù)合物催化劑在可見光區(qū)的催化性能較差，在紅外光區(qū)沒有催化性能，因而不具備全光譜響應(yīng)性能，因此不能充分利用太陽光，達(dá)到降解污染物的目的。

對(duì)比例4：

本對(duì)比例提供了一種光催化劑材料及其制備方法，所述制備方法除了不進(jìn)行步驟(3)中的退火處理的溫度過高，為1000℃外，其他物料用量與制備方法均與實(shí)施例1相同。

本對(duì)比例制得的光催化劑材料，得到的復(fù)合物催化劑在可見光區(qū)和紅外光區(qū)的催化性能均較差，因而不具備全光譜響應(yīng)性能，因此不能充分利用太陽光，達(dá)到降解污染物的目的。

綜合上述實(shí)施例和對(duì)比例的結(jié)果可以看出，本發(fā)明通過采用還原性溶劑(二甲基亞砜和n，n-二甲基甲酰胺)與鉍鹽反應(yīng)，并經(jīng)退火處理，可制得在紫外、可見和紅外波段都具有較高吸收的光催化劑，所述催化劑在全光譜激發(fā)下對(duì)甲基橙和cr(vi)等污染物具有高效的光催化降解效率，在紫外光、可見光和紅外光照射下其光催化降解效率均可達(dá)100％。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。