復合可見光催化劑的制備方法及應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術領域，具體涉及一種分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法及應用。
【背景技術】
[0002]光催化是近年來國內外最活躍的研宄領域之一，其基礎研宄尤其是應用開發(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、化學穩(wěn)定性好、無毒無二次污染等優(yōu)點受到人們廣泛的青睞。但是不可避免的存在一些缺點，如:納米T12光響應范圍窄，其光吸收范圍僅局限于紫外光區(qū)域；Ti02催化劑光生電子-空穴對復合機率較大，大大的降低了催化劑的反應活性。Bi2MoO6是一種典型的具有鈣鈦礦結構的Aurivillius化合物，具有較好的可見光吸收，其物相結構、形貌、比表面積等對其光催化性能會產生顯著影響。分層級納米結構由于其獨特的內部空隙和大的表面積而吸引了廣泛的關注。B1I，具有獨特層狀結構的鉍系化合物，具有窄帶隙(1.7 ~ 1.85 eV)，可以吸收大部分可見光，是一種極具開發(fā)前景的光催化劑。于是我們通過溶劑熱-沉積的方法制備了具有分級結構的Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑材料。該催化劑具有較寬的光響應范圍，對水中污染物有良好的去除效果。
[0003]本發(fā)明中所制備的分級結構的8101/^12]?006復合可見光催化劑的合成方法簡單，條件溫和，能夠同時在可見光下降解內分泌干擾物雙酚A和染料亞甲基藍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光吸收，但電子/空穴分離效率較低的缺陷。本發(fā)明工藝簡單，操作簡便，反應溫和，能源消耗低，無有害廢棄物產生。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對技術背景中存在的問題，提供一種分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法及應用。通過溶劑熱-沉積法制備了具有分級結構的B1I/81^006復合可見光催化劑材料，解決現(xiàn)有技術中光催化劑雖可見光響應范圍較好，但電子/空穴分離效率較低的問題。通過對內分泌干擾雙酚A和染料污染物亞甲基藍MB的降解考察了催化劑的催化活性。該制備方法簡單易行、不需要復雜昂貴的設備、合成條件溫和，具有一定的普適性。
[0005]本發(fā)明是通過如下的技術方案實施的，具體按照以下步驟實施:
一種分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法及，其特征在于，按照以下步驟實施。
[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高壓反應釜中，于140 ~ 180 °C下反應10 ~ 16 h ;待高壓反應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，將產物置于60 ~ 80 °〇烘箱中，烘干4 ~ 6 h。
[0007](2)分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備
采用化學沉淀的方法制備分級結的Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑，控制B1I與Bi2MoO6—定的質量比條件下，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，用去離子水和無水乙醇洗滌3次，將產物置于烘箱中，在60° C下烘干。
[0008]上述所述一種分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的制備方法，(2)中所述B1I與Bi2MoO6的一定的質量比為0.1 ~ 0.5: I。
[0009](3)分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑用于廢水中內分泌干擾物雙酚A和染料污染物亞甲基藍MB的可見光催化降解，其光催化活性測試方法為:以300W氙燈作為光源，輔以可見光帶通濾光片；將污染物廢水加入到自制恒溫反應器中，然后加入分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑，暗吸附達到平衡，光照過程中間隔一定時間取樣，離心分離后取上層清液在紫外-可見分光光度計上測定吸光度，計算降解效率，并與單一 B1I或Bi2MoO6催化劑的降解效率比較。
[0010]所述可見光采用氙燈照射，其波長范圍為420 ~ 760 nm ;所述的雙酚A的濃度為10 mg/L，亞甲基藍MB的濃度為20 mg/L ;所述的分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑的用量為I g/L。
[0011]本發(fā)明的效果和益處是:
1.本發(fā)明制備工藝操作簡便，無需復雜的合成設備，大大降低了制備成本；
2.本發(fā)明制備的分級結構Bi0I/Bi2Mo06復合可見光催化劑，具有優(yōu)異的可見光催化降解活性，在相同實驗條件下，與單一的B1I或Bi2MoO6光催化劑比較，其對雙酚A和亞甲基藍MB的降解效率提高了 I ~ 2.5倍和2 ~ 7倍。
[0012]3.本發(fā)明的具有可見光響應的復合可見光催化劑可用于廢水、地表水、飲用水中的內分泌干擾物的光催化去除。
【附圖說明】
[0013]圖1分級結構8101/^^006復合可見光催化劑的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0015]實施例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高壓反應釜中，于HO °C下反應16 h;待高壓反應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，將產物置于60 °C烘箱中，烘干6 ho
[0016]實施例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高壓反應釜中，于160 °C下反應12 h;待高壓反應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，將產物置于70 °C烘箱中，烘干5 ho
[0017]實施例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高壓反應釜中，于180 °C下反應10 h;待高壓反應釜逐漸冷卻到室溫后，離心沉淀，用