本發(fā)明提供了一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃，并保持其較高光催化活性的方法。

背景技術(shù)：

光催化技術(shù)在解決能源和環(huán)境問(wèn)題方面具有重要的應(yīng)用前景，因此受到了廣泛關(guān)注。在光催化領(lǐng)域中，由于TiO₂具有高光催化活性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、價(jià)格便宜、無(wú)毒等優(yōu)良特性，因而稱(chēng)為研究最為廣泛的光催化劑之一。但是TiO₂光激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的電子與空穴非常容易復(fù)合，使得光量子效率較低。因此，開(kāi)發(fā)出新型光催化半導(dǎo)體成為主要的研究工作之一。

目前，Bi系復(fù)合光催化半導(dǎo)體具有良好的光催化活性，逐漸發(fā)展成為了光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Bi₂O₂CO₃是一種Aurivillius型氧化物，是由[Bi₂O₂]²⁺層和CO₃^2-層交替組成的層狀結(jié)構(gòu)。Bi₂O₂CO₃作為一種功能性半導(dǎo)體材料已經(jīng)滲透到人類(lèi)的生產(chǎn)和生活中，特別是在于醫(yī)藥，鉍鹽生產(chǎn)，塑料添加劑和化妝品附著劑等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)Bi₂O₂CO₃因其獨(dú)特的光學(xué)性能，使其在能源利用與環(huán)境保護(hù)方面顯示出誘人的前景，被認(rèn)為是一種潛在的光催化劑材料，Bi₂O₂CO₃光催化劑作為一種新型半導(dǎo)體光催化材料，具有層狀結(jié)構(gòu)，Bi₂O₂CO₃光催化劑在光催化氧化和還原方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，在光解水和降解有機(jī)污染物等方面具有顯著的發(fā)展前景，受到了廣大科研工作者的廣泛關(guān)注并進(jìn)行了深入的研究。

但是，在升溫過(guò)程中Bi₂O₂CO₃易發(fā)生Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)，其中β-Bi₂O₃是Bi₂O₃結(jié)構(gòu)中的一種亞穩(wěn)晶相，雖然β-Bi₂O₃因其理想的禁帶寬度和高效的電子和空穴分離效率，被認(rèn)為是在半導(dǎo)體Bi₂O₃材料中極具發(fā)展前景的光催化材料，但是其光催化性能往往較Bi₂O₂CO₃低。此外，β-Bi₂O₃為亞穩(wěn)晶相，在高溫條件極易發(fā)生β-Bi₂O₃→α-Bi₂O₃的晶相轉(zhuǎn)變，生成光催化活性較低的α-Bi₂O₃。例如，文獻(xiàn)Ruiping Hu等(Applied Catalysis B：Environmental 163(2015)510-519)通過(guò)水熱合成出Bi₂O₂CO₃，并在高溫條件下焙燒2h，同時(shí)對(duì)其相變過(guò)程進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了如下轉(zhuǎn)變過(guò)程：Bi₂O₂CO₃＞280℃→β-Bi₂O₃＞350℃→α-Bi₂O₃，且文獻(xiàn)Fan Qin等(Chem.Eur.J.2012，18，16491-16497)研究發(fā)現(xiàn)Bi₂O₂CO₃較Bi₂O₃表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性。

綜上所述，從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，如何采用更為簡(jiǎn)單的方法，在高溫下使Bi₂O₂CO₃穩(wěn)定存在同時(shí)保持其較高的光催化性能具有重要意義，但是在高溫下如何使Bi₂O₂CO₃能穩(wěn)定存在的研究迄今為止未見(jiàn)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題的不足，提供一種操作簡(jiǎn)單，在較高焙燒溫度下不僅能有效穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃，同時(shí)也能保持其較高光催化活性的方法。

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體包括如下步驟：

S1：稱(chēng)取Bi(NO₃)₃·5H₂O，以及相對(duì)過(guò)量的Na₂CO₃，將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于稀硝酸中形成Bi(NO₃)₃的硝酸溶液，并將Na₂CO₃加水溶解成Na₂CO₃溶液，將所述Na₂CO₃溶液置于50-80℃的恒溫水浴條件下加熱；

S2：將S1中Bi(NO₃)₃的硝酸溶液緩慢滴加入加熱后的Na₂CO₃溶液中，并在50-80℃恒溫水浴條件下反應(yīng)2-12h，隨后將反應(yīng)液冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥即可得到Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體；

S3：將X(NO₃)₃·6H₂O溶于水中，生成X(NO₃)₃溶液，其中，X為金屬Y或La；

S4：將S3制得的X(NO₃)₃溶液作為穩(wěn)定劑，將X(NO₃)₃·6H₂O與S2制得的Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體以質(zhì)量比為1-5∶100的比例進(jìn)行浸漬，浸漬時(shí)間12-24h，隨后過(guò)濾，干燥，在250-400℃條件下焙燒，得到表面分散有X₂O₃的Bi₂O₂CO₃光催化劑。

優(yōu)選地，S1中，所述Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂CO₃的摩爾比為1∶6-15。

更優(yōu)選地，S1中，所述Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂CO₃的摩爾比為1∶8-10。

優(yōu)選地，S1中，所述Bi(NO₃)₃的硝酸溶液的濃度為0.2-2mol/L。

更優(yōu)選地，S1中，所述Na₂CO₃溶液的濃度為0.7-1.2mol/L。

優(yōu)選地，S4中，焙燒溫度為300-350℃。

優(yōu)選地，S4中，所述X(NO₃)₃·6H₂O與Bi₂O₂CO₃的質(zhì)量比為3∶100。

更優(yōu)選地，S4中，所述X(NO₃)₃溶液與所述Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體等體積浸漬。本發(fā)明提供的高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的制備方法的有益效果具體如下：

1)操作方法簡(jiǎn)單，制備成本低，效果顯著，通過(guò)加入穩(wěn)定劑La(NO₃)₃(或Y(NO₃)₃)的方法，可以使Bi₂O₂CO₃穩(wěn)定到至少300℃，有效的改善了Bi₂O₂CO₃高溫條件下不穩(wěn)定的現(xiàn)象；而且加入的穩(wěn)定劑La(NO₃)₃(或Y(NO₃)₃)的量低，樣品中的La₂O₃/Bi₂O₂CO₃(或Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃)質(zhì)量比值僅為3％。

2)在高溫下穩(wěn)定的Bi₂O₂CO₃仍然能保持較高的光催化活性，而且分散于Bi₂O₂CO₃表面的La₂O₃(或Y₂O₃)還可以在高溫下有效地抑制Bi₂O₂CO₃粒子的長(zhǎng)大。

3)分散于Bi₂O₂CO₃表面的La₂O₃(或Y₂O₃)還可以有效地抑制β-Bi₂O₃(Bi₂O₂CO₃高溫分解產(chǎn)物)在高溫下的相變，即β-Bi₂O₃→α-Bi₂O₃的晶相轉(zhuǎn)變過(guò)程；從而保持β-Bi₂O₃在高溫下的較高的光催化活性。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體、Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品的X射線衍射圖；

圖2為實(shí)施例1中Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品對(duì)羅丹明B的光催化降解率圖；

圖3對(duì)比例1中3％La₂O₃-Bi₂O₂CO₃和3％La₂O₃-Bi₂O₂CO₃-300℃樣品的XRD譜圖；

圖4為實(shí)施例2中Bi₂O₂CO₃-400℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的X射線衍射圖；

圖5為實(shí)施例2中Bi₂O₂CO₃-400℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的光催化降解率的譜圖；

圖6為實(shí)施例4中10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的X射線衍射圖；

圖7為實(shí)施例4中10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的光催化降解率的譜圖；

圖8為實(shí)施例5中3％Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃和3％Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的光催化降解率的譜圖；

圖9為對(duì)比例2中3％Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的X射線衍射圖。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案能予以實(shí)施，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

以下所用到Bi(NO₃)₃·5H₂O、Na₂CO₃、La(NO₃)₃·6H₂O、Y(NO₃)₃·6H₂O均可在市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)得到。

實(shí)施例1

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體包括如下步驟：

1)以摩爾比為1∶8的比例，分別稱(chēng)取Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂CO₃(Na₂CO₃相對(duì)于Bi(NO₃)₃·5H₂O過(guò)量)，將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于稀硝酸中形成濃度為0.6mol/L的Bi(NO₃)₃的硝酸溶液，并將Na₂CO₃加水溶解成濃度為0.9mol/L的Na₂CO₃溶液(Na₂CO₃溶液必須為濃溶液，濃度大于0.7mol/L)，將所述Na₂CO₃溶液置于60℃的恒溫水浴條件下加熱5min；

2)將上述Bi(NO₃)₃的硝酸溶液緩慢滴加入加熱后的Na₂CO₃溶液中，并在60℃恒溫水浴條件下反應(yīng)3h，隨后將反應(yīng)液冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥即得到Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體樣品；

3)將La(NO₃)₃·6H₂O溶于水中，生成La(NO₃)₃溶液；

4)將上述制得的La(NO₃)₃溶液作為穩(wěn)定劑，通過(guò)等體積浸漬法將La(NO₃)₃溶液滴加到上述制得的Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體中，其中，La(NO₃)₃·6H₂O與Bi₂O₂CO₃的質(zhì)量比為3∶100，浸漬時(shí)間12h，接著水浴烘干，烘干期間劇烈攪拌，然后放入烘箱保持40℃過(guò)夜，最后在300℃條件下焙燒，得到表面分散有La₂O₃的Bi₂O₂CO₃光催化劑，該方法制備的樣品標(biāo)記為3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃。作為對(duì)比，Bi₂O₂CO₃經(jīng)過(guò)300℃焙燒之后的樣品標(biāo)記為Bi₂O₂CO₃-300℃。

對(duì)實(shí)施例1制得的Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體，Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃進(jìn)行測(cè)試。圖1為Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體，Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品的XRD譜圖，Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體在2θ＝12.9°、23.9°、26.0°、30.3°、32.7°、42.3°、47.0°、52.2°、56.9°等處觀察到屬于Bi₂O₂CO₃的特征衍射峰，這些衍射峰與JCPDF(#41-1488)中Bi₂O₂CO₃標(biāo)準(zhǔn)衍射峰一致。從圖1的Bi₂O₂CO₃-300℃樣品XRD譜圖中可以看出，在2θ＝27.9°、31.7°、32.7°、46.2°、46.9°、54.2°、55.5°、57.8°等處出現(xiàn)屬于β-Bi₂O₃特征衍射峰，說(shuō)明未摻La的Bi₂O₂CO₃樣品在300℃時(shí)，發(fā)生了Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃的分解反應(yīng)。很明顯，對(duì)于3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品，只觀察到Bi₂O₂CO₃的特征峰，說(shuō)明當(dāng)La的浸漬量3％時(shí)，Bi₂O₂CO₃在300℃仍然保持穩(wěn)定，La的摻入可以有效的抑制Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)的發(fā)生，使Bi₂O₂CO₃在高溫條件下保持穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品XRD半峰寬的對(duì)比，可以看出3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品XRD譜圖的半峰寬明顯較寬，說(shuō)明經(jīng)過(guò)La₂O₃的修飾，可以有效抑制升溫過(guò)程中Bi₂O₂CO₃粒子的長(zhǎng)大和團(tuán)聚。

Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃光催化劑的光催化活性

利用光催化降解羅丹明B為模型反應(yīng)，考察樣品的光催化活性。容積為60mL的反應(yīng)器上方10cm處懸有125W高壓汞燈紫外光光源。在反應(yīng)器中加入初始濃度為10mg/L的羅丹明B水溶液60ml和0.06g的催化劑(Bi₂O₂CO₃-300℃，3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃)，攪拌以構(gòu)成懸浮體系。在高壓汞燈光源的照射下進(jìn)行光降解反應(yīng)。在開(kāi)燈之前，反應(yīng)溶液在黑暗條件下攪拌30min以達(dá)到吸附平衡。光照之后，每隔一定時(shí)間取相同體積的上層清液，離心后取上層清液在羅丹明B的553nm吸收波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線確定羅丹明B的濃度。

分析方法：在羅丹明B的最大吸收波長(zhǎng)處分析濾液中羅丹明B的濃度，因?yàn)闈舛扰c吸光度成正比，羅丹明B的光致降解率D可由下式求出：

D＝(A_o-A/A_o)100％

其中，A_o為光照前羅丹明B的吸光度，A為光照時(shí)間為t時(shí)羅丹明B的吸光度。圖2為實(shí)施例1中Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品對(duì)羅丹明B的光催化降解率圖，從圖中可以看出，Bi₂O₂CO₃-300℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品光催化活性分別為76％和93％，以上結(jié)果表明La的摻入不僅可以使Bi₂O₂CO₃在高溫條件下穩(wěn)定存在，而且使Bi₂O₂CO₃保持了較高的光催化活性。

對(duì)比例1

采用共沉淀法制備了La₂O₃摻雜的Bi₂O₂CO₃樣品，具體步驟如下：

(1)將La(NO₃)₃·6H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O按質(zhì)量比為3∶100溶于稀硝酸中配制成Bi(NO₃)₃和La(NO₃)₃的硝酸混合溶液；

(2)配制0.9mol·L^-1的Na₂CO₃水溶液，并將其置于60℃的水浴條件，恒溫加熱；

(3)將步驟(1)中Bi(NO₃)₃的硝酸溶液緩慢滴加入Na₂CO₃水溶液中，并在恒溫水浴條件下反應(yīng)3h；

(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)物冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，洗滌，干燥，即可得到前驅(qū)體樣品，并將樣品標(biāo)記為3％La₂O₃-Bi₂O₂CO₃。將前驅(qū)體樣品在300℃條件下焙燒，該方法制備的樣品標(biāo)記為3％La₂O₃-Bi₂O₂CO₃-300℃。

圖3為3％La₂O₃-Bi₂O₂CO₃和3％L2₂O₃-Bi₂O₂CO₃-300℃樣品的XRD譜圖，共沉淀前驅(qū)體樣品在2θ＝12.9°、23.9°、26.0°、30.3°、32.7°、42.3°、47.0°、52.2°、56.9°等處觀察到屬于Bi₂O₂CO₃的特征衍射峰，這些衍射峰與JCPDF(#41-1488)中Bi₂O₂CO₃標(biāo)準(zhǔn)衍射峰一致，說(shuō)明通過(guò)共沉淀法成功制備出鑭摻雜的Bi₂O₂CO₃樣品。當(dāng)該前驅(qū)體樣品經(jīng)過(guò)300℃焙燒，從3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品的XRD譜圖中，除了在2θ＝23.9°、30.3°處觀察到強(qiáng)度較弱的Bi₂O₂CO₃特征衍射峰外，還在2θ＝27.9°、31.7°、32.7°、46.2°、46.9°、54.2°、55.5°、57.8°等處觀察強(qiáng)度較高的β-Bi₂O₃特征衍射峰，這些衍射峰與JCPDF(#78-1793)中的β-Bi₂O₃標(biāo)準(zhǔn)衍射峰一致，說(shuō)明3％La₂O₃-Bi₂O₂CO₃-300℃樣品中存在著大量的β-Bi₂O₃和少量的Bi₂O₂CO₃，此結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明摻鑭對(duì)于Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)有一定的抑制作用，但是該方法對(duì)Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)的抑制效果明顯低于浸漬法。

實(shí)施例2

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體步驟參照實(shí)施例1；不同之處僅僅在于步驟4)中，焙燒溫度為400℃。該方法制備的樣品標(biāo)記為3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃。作為對(duì)比，Bi₂O₂CO₃經(jīng)過(guò)400℃焙燒之后的樣品標(biāo)記為Bi₂O₂CO₃-400℃。在圖4中Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的XRD譜圖中除了觀察到與β-Bi₂O₃的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDF(#78-1793)相一致的特征衍射峰外，還在2θ＝25.8°、26.9°、27.4°、33.0°、33.3°、35.0°、46.3°等處觀察到強(qiáng)度較高的衍射譜峰，這些衍射峰與α-Bi₂O₃的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDF(#71-2274)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，此XRD結(jié)果表明Bi₂O₂CO₃-400℃樣品為β-Bi₂O₃和α-Bi₂O₃的混合晶相，說(shuō)明在400℃條件下焙燒，發(fā)生了β-Bi₂O₃→α-Bi₂O₃晶相轉(zhuǎn)變反應(yīng)。而在3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的XRD譜峰中，只能觀察到屬于β-Bi₂O₃的特征衍射峰，說(shuō)明3％La的摻雜可以有效的抑制β-Bi₂O₃→α-Bi₂O₃晶相轉(zhuǎn)變反應(yīng)。

Bi₂O₂CO₃-400℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的光催化活性

對(duì)于實(shí)施例2中Bi₂O₂CO₃-400℃和3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃和樣品，我們?nèi)匀徊捎霉獯呋到饬_丹明B的實(shí)驗(yàn)來(lái)考察其光催化活性，光催化降解實(shí)驗(yàn)具體參照實(shí)施例1中的方法。圖5為實(shí)施例2中樣品的光催化降解率的譜圖，從圖中可以看出，在光催化劑加入量為0.06g、羅丹明B的體積為60mL(10mg/L)、光照180min的條件下，3％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品對(duì)羅丹明B的降解率為73％，Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的降解率為54％，上述結(jié)果表明La的摻入不僅可以使β-Bi₂O₃在高溫條件下穩(wěn)定存在，同時(shí)使β-Bi₂O₃保持較高的光催化活性。

實(shí)施例3

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體包括如下步驟：

1)以摩爾比為1∶10的比例，分別稱(chēng)取Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂CO₃，將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于稀硝酸中形成濃度為0.2mol/L的Bi(NO₃)₃的硝酸溶液，并將Na₂CO₃加水溶解成濃度為0.7mol/L的Na₂CO₃溶液，將所述Na₂CO₃溶液置于50℃的恒溫水浴條件下加熱10min；

2)將上述Bi(NO₃)₃的硝酸溶液緩慢滴加入加熱后的Na₂CO₃溶液中，并在50℃恒溫水浴條件下反應(yīng)4h，隨后將反應(yīng)液冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥即得到Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體樣品；

3)將Y(NO₃)₃·6H₂O溶于水中，生成Y(NO₃)₃溶液；

4)將上述制得的Y(NO₃)₃溶液作為穩(wěn)定劑，通過(guò)等體積浸漬法將Y(NO₃)₃溶液滴加到上述制得的Bi₂O₂CO₃前驅(qū)體中，其中，Y(NO₃)₃·6H₂O與Bi₂O₂CO₃的質(zhì)量比為5∶100，浸漬時(shí)間18h，接著水浴烘干，烘干期間劇烈攪拌，然后放入烘箱保持60℃過(guò)夜，最后在350℃條件下焙燒，得到表面分散有Y(NO₃)₃的Bi₂O₂CO₃光催化劑，該方法制備的樣品標(biāo)記為5％Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃-350℃。作為對(duì)比，Bi₂O₂CO₃經(jīng)過(guò)350℃焙燒之后的樣品標(biāo)記為Bi₂O₂CO₃-350℃。

實(shí)施例4

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體步驟參照實(shí)施例1；不同之處僅僅在于，La(NO₃)₃·6H₂O/Bi₂O₂CO₃的質(zhì)量比為10∶100，同時(shí)，焙燒溫度為400℃。該方法制備的樣品標(biāo)記為10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃。在圖6中，10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品除了觀察到屬于觀察到強(qiáng)度較高的Bi₂O₂CO₃的特征衍射峰外，還在27.9°處觀察到屬于β-Bi₂O₃的特征衍射峰，說(shuō)明在400℃焙燒條件下，10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品只有部分Bi₂O₂CO₃發(fā)生了Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃的分解反應(yīng)，此結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了La的摻入對(duì)于Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃的分解反應(yīng)的抑制作用，同時(shí)也說(shuō)明了隨著La摻入量的增大，對(duì)于Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)的抑制作用越加明顯。

10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品的光催化活性

對(duì)于實(shí)施例4中10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品，仍然采用光催化降解羅丹明B的實(shí)驗(yàn)來(lái)考察其光催化活性，光催化降解實(shí)驗(yàn)具體參照實(shí)施例1中的方法。圖7為實(shí)施例4中樣品的光催化降解率的譜圖，從圖中可以看出，在光催化劑加入量為0.06g、羅丹明B的體積為60mL(10mg/L)、光照180min的條件下，10％La₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品對(duì)羅丹明B的降解率為82％，上述結(jié)果不僅表明鑭的摻雜可以有效的抑制Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)，而且可以保持其高效的光催化活性。

實(shí)施例5

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體步驟參照實(shí)施例1；不同之處僅僅在于將步驟4)中所述的La(NO₃)₃換成Y(NO₃)₃，其他步驟同實(shí)施例1，得到3％Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃-300℃樣品。

實(shí)施例6

一種在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃的方法，具體步驟參照實(shí)施例1；不同之處僅僅在于將步驟4)中所述的La(NO₃)₃換成Y(NO₃)₃，且焙燒溫度為400℃，其他步驟同實(shí)施例1，得到3％Y₂O₃/Bi₂O₂CO₃-400℃樣品。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)XRD結(jié)果可以看出，Y的摻入同樣可以有效的抑制Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃分解反應(yīng)的發(fā)生，使Bi₂O₂CO₃在高溫條件下保持穩(wěn)定。對(duì)實(shí)施例5和實(shí)施例6所制備的樣品進(jìn)行光催化降解試驗(yàn)，具體如圖8所示，由圖8可以看出具有較高的光催化活性，實(shí)施例5所制得的樣品的光催化降解率達(dá)到91％。

對(duì)比例2

Bi₂O₂CO₃的制備方法參照對(duì)比例1，不同之處在于將步驟(1)中所述的La(NO₃)₃·6H₂O換成Y(NO₃)₃·6H₂O，其他步驟同對(duì)比例2。該方法制備的樣品標(biāo)記為3％Y₂O₃-Bi₂O₂CO₃-300℃。得到的3％Y₂O₃-Bi₂O₂CO₃-300℃通過(guò)實(shí)驗(yàn)XRD結(jié)果可以看出，具體如圖9所示，樣品中含有大量的β-Bi₂O₃和少量Bi₂O₂CO₃。此結(jié)果共沉淀?yè)結(jié)對(duì)于Bi₂O₂CO₃→β-Bi₂O₃有一定的抑制作用，但是該方法的實(shí)施效果明顯低于浸漬法。

綜上所述，按本發(fā)明制備的Bi₂O₂CO₃光催化劑，只要在其中添加少量的穩(wěn)定劑，就可以在高溫下穩(wěn)定Bi₂O₂CO₃，并且保持其較高的光催化降解有機(jī)污染物的效率，操作簡(jiǎn)單易行，說(shuō)明本發(fā)明具有良好的應(yīng)用前景。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，其保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。