復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分級(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]光催化是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外最活躍的研宄領(lǐng)域之一，其基礎(chǔ)研宄尤其是應(yīng)用開(kāi)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(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)毒無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)受到人們廣泛的青睞。但是不可避免的存在一些缺點(diǎn)，如:納米T12光響應(yīng)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(duì)復(fù)合機(jī)率較大，大大的降低了催化劑的反應(yīng)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(jiàn)光吸收，其物相結(jié)構(gòu)、形貌、比表面積等對(duì)其光催化性能會(huì)產(chǎn)生顯著影響。分層級(jí)納米結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)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(dú)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(jiàn)光，是一種極具開(kāi)發(fā)前景的光催化劑。于是我們通過(guò)溶劑熱-沉積的方法制備了具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑材料。該催化劑具有較寬的光響應(yīng)范圍，對(duì)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(jí)結(jié)構(gòu)的8101/^12]?006復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的合成方法簡(jiǎn)單，條件溫和，能夠同時(shí)在可見(jiàn)光下降解內(nèi)分泌干擾物雙酚A和染料亞甲基藍(lán)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(jiàn)光吸收，但電子/空穴分離效率較低的缺陷。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)溫和，能源消耗低，無(wú)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(duì)技術(shù)背景中存在的問(wèn)題，提供一種分級(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的制備方法及應(yīng)用。通過(guò)溶劑熱-沉積法制備了具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的B1I/81^006復(fù)合可見(jiàn)光催化劑材料，解決現(xiàn)有技術(shù)中光催化劑雖可見(jiàn)光響應(yīng)范圍較好，但電子/空穴分離效率較低的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)內(nèi)分泌干擾雙酚A和染料污染物亞甲基藍(lán)MB的降解考察了催化劑的催化活性。該制備方法簡(jiǎn)單易行、不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備、合成條件溫和，具有一定的普適性。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)施的，具體按照以下步驟實(shí)施:
一種分級(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的制備方法及，其特征在于，按照以下步驟實(shí)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(wú)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(yīng)釜中，于140 ~ 180 °C下反應(yīng)10 ~ 16 h ;待高壓反應(yīng)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(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的制備
采用化學(xué)沉淀的方法制備分級(jí)結(jié)的Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)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(wú)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(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)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(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)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(lán)MB的可見(jiàn)光催化降解，其光催化活性測(cè)試方法為:以300W氙燈作為光源，輔以可見(jiàn)光帶通濾光片；將污染物廢水加入到自制恒溫反應(yīng)器中，然后加入分級(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑，暗吸附達(dá)到平衡，光照過(guò)程中間隔一定時(shí)間取樣，離心分離后取上層清液在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上測(cè)定吸光度，計(jì)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(jiàn)光采用氙燈照射，其波長(zhǎng)范圍為420 ~ 760 nm ;所述的雙酚A的濃度為10 mg/L，亞甲基藍(lán)MB的濃度為20 mg/L ;所述的分級(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)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(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜的合成設(shè)備，大大降低了制備成本；
2.本發(fā)明制備的分級(jí)結(jié)構(gòu)Bi0I/Bi2Mo06復(fù)合可見(jiàn)光催化劑，具有優(yōu)異的可見(jiàn)光催化降解活性，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，與單一的B1I或Bi2MoO6光催化劑比較，其對(duì)雙酚A和亞甲基藍(lán)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(jiàn)光響應(yīng)的復(fù)合可見(jiàn)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(shuō)明】
[0013]圖1分級(jí)結(jié)構(gòu)8101/^^006復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]實(shí)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(wú)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(yīng)釜中，于HO °C下反應(yīng)16 h;待高壓反應(yīng)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(shí)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(wú)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(yīng)釜中，于160 °C下反應(yīng)12 h;待高壓反應(yīng)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(shí)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(wú)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(yīng)釜中，于180 °C下反應(yīng)10 h;待高壓反應(yīng)釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用